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2024-04-02 08:22 |
构造二维周期性光栅结构
复杂光栅结构被广泛应用于光谱仪、近眼显示系统等领域。VirtualLab Fusion 软件用傅立叶模态法（FMM,或者RCWA）一种简易的仿真方法来严格分析任意的光栅结构。使用图形用户界面，可以设置堆栈的几何图形，从而生成复杂的光栅结构。 此例程主要用于构建具有二维周期性特征的光栅。[attachment=127572] • 光栅工具箱中构建二维光栅的方法 − 基于介质定义的类型 − 基于界面定义的类型 (2li:1j
• 计算之前修改高级选项和检查定义的结构的方法。 !.9vW&t
• 提示：在VirtualLab软件中的光栅结构中，表现为二维周期性的被称作 三维光栅。同样的，层状光栅（一维周期性）被称作二维光栅。 ]'Yw#YB
]cr; PRyv
初始化光栅工具箱 (HI%C@ e9
• 初始化 ~Hs{(7
− 开始菜单栏 (Start) 5avO48;Vc
光栅菜单栏(Grating) 4I*Mc%dD
通用光栅光路图（三维光栅） General Grating Light Path Diagram(3D Gratings) Lm|X5RVq
[attachment=127573] • 提示：对于特殊类型的光栅，例如柱形光栅， qJA.+q.e$e
可以在光栅工具箱中直接点击柱形光栅光路 8:% R |b
图（三维光栅）(Pillar Grating Light DKl7|zG4
Path Diagram(3D Gratings)) 0I((UA/7Zs
G U3 /s&9
设置光栅结构 5B 7*Z
\DqxS=o;
• 首先，需要定义基底(Base Block)的厚度和介质。 IFxI>6<&
• VirtualLab中光栅结构在堆栈(stack) 中定义。 zRu`[b3u<
• 可以在基底的前表面、后表面或者前后表面同时添加堆栈(stack)。[attachment=127574] |esjhf}H>v
• 例如，图中在前表面添加了堆栈(stack)。 [QbXj0en$
[attachment=127575] 基于材料定义光栅的类型（例程： 柱形光栅） / yi :Q0
堆栈编辑器 P;%QA+%7
05B+WJ1
rbPs~C-[
在堆栈编辑器(Stack Editor)中，界面和材料可以从中目录(catalog) 中添加。 ef&@aB
• 为了用一种特殊的介质定义光栅，需要添加两个平面界面，作为介质的边界。 k W&Z%k
[attachment=127576] fZ}Y(TG/
两个平面之间的介质类型可以是均匀介质(homogenous)或者调制介质(modulated)。 5V~p@vC x
• 使用调制介质，就可以非常有效地描述复杂光栅结构，如柱形光栅。[attachment=127577] [attachment=127578] 柱形光栅介质 "PaGDhS
.4> s2
• 在目录类别中LightTrans预设(LightTrans Defined)下柱形介质类(pillar media)中可以添加铬柱(Chromium Pillars)。 o2 d ~
• 这种介质可以仿真柱形结构或者在基底表面打孔的结构。 |nN/x< v
• 此例程中，矩形排布的金属铬圆柱位于熔融石英基底表面。 FH8mK)
• 在堆栈编辑器的视图中，不同材料根据折射率的高低表示为不同深浅的颜色 lM^!^6=v0l
（颜色越深，折射率越高）。 HY;?z `=
• 注意：堆栈编辑器固定显示x-z平面的横截面视图。[attachment=127579] WN +Jf
lmKq xs4
• 请注意：界面添加的顺序固定由基底表面开始算起。 L5 9oh
• 选中的界面会以红色突出显示。
IB{ZE/
[attachment=127580] • 此外，无法在此处定义光栅前面的介质（指 V2{#<d- T!
最后一个界面后的介质）。它会自动从光栅部件前面的材料中提取。 % D(prA_w
• 可以在光学参数设置编辑器(Optical Setup Editor)中更改这处材料。[attachment=127581] JjLyV`DJ
$sF#Na4^
• 堆栈周期(Stack Period)可以控制整个结构的周期。 9}cuAVI
• 对于二维周期性光栅，必须在x和y方向分别定义周期。 +esNwz_
• 该周期也是FMM算法的周期边界条件。 h#>L:Wf5E
• 对于简单的光栅结构，建议选择与介质周期一致 (Dependent from the Period of Medium) 选项，并选择合适的周期性介质的序号。 d[e: }1
[attachment=127582]
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