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infotek 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 3%vx' 1h[  
• 计算之前修改高级选项和检查定义的结构的方法。 +s+PnZ%0V  
• 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。 !~|"LA!jn  
ySr091Q  
初始化光栅工具箱 0btmao-  
• 初始化 -tK;RQYax  
− 开始菜单栏 (Start) "EOk^1,y  
光栅菜单栏(Grating)  6?<`wGs(  
通用光栅光路图(三维光栅) General Grating Light Path   Diagram(3D Gratings) }OX>(  
[attachment=127573]
• 提示:对于特殊类型的光栅,例如柱形光栅, %4r!7X|O<  
可以在光栅工具箱中直接点击柱形光栅光路 Fu1|b2B-x  
图(三维光栅)(Pillar Grating Light \0*yxSg,^  
Path Diagram(3D Gratings)) %WJ{IXlz  
6,g5To#vw  
设置光栅结构 -Iruua7b  
Q8gdI  
• 首先,需要定义基底(Base Block)的厚度和介质。 VxPTh\O*[  
• VirtualLab中光栅结构在堆栈(stack) 中定义。 v:J.d5  
• 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]
%b>y  
• 例如,图中在前表面添加了堆栈(stack)。 mk[d7Yt{O  
[attachment=127575]
基于材料定义光栅的类型(例程: 柱形光栅) ',J%Mv>Yf  
堆栈编辑器 eHnei F  
)K\k6HC.  
g`~lIt [=  
在堆栈编辑器(Stack Editor)中,界面和材料可以从中目录(catalog) 中添加。 &23ss/  
• 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。 Skk3M?  
[attachment=127576]
&>) `P[x  
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)。 @WDqP/4  
• 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 *]>OCGsr  
qed!C  
• 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)。 ]Gd]KP@S  
• 这种介质可以仿真柱形结构或者在基底表面打孔的结构。 9/X v&<Tn  
• 此例程中,矩形排布的金属铬圆柱位于熔融石英基底表面。 zOu$H[  
• 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 M*T# 5  
(颜色越深,折射率越高)。 v0jz)z<#  
• 注意:堆栈编辑器固定显示x-z平面的横截面视图。
[attachment=127579]
oVuj020  
(PT?h>|St  
• 请注意:界面添加的顺序固定由基底表面开始算起。 !Pi? !  
• 选中的界面会以红色突出显示。 d@>k\6%j  
[attachment=127580]
• 此外,无法在此处定义光栅前面的介质(指 RQK**  
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。 8w@W8(3B  
• 可以在光学参数设置编辑器(Optical Setup Editor)中更改这处材料。
[attachment=127581]
1o6J9kCq^3  
o7 -h'b-  
• 堆栈周期(Stack Period)可以控制整个结构的周期。 2h? r![  
• 对于二维周期性光栅,必须在x和y方向分别定义周期。 82@;.%  
• 该周期也是FMM算法的周期边界条件。 |z<wPJ,;2  
• 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。 gx>mKSzy  
[attachment=127582]
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