首页 -> 登录 -> 注册 -> 回复主题 -> 发表主题
光行天下 -> 讯技光电&黉论教育 -> Techwiz LCD:LCOS模拟 [点此返回论坛查看本帖完整版本] [打印本页]

infotek 2024-12-26 07:56

Techwiz LCD:LCOS模拟

摘要 B}zBbB  
E>|fbaN-%  
光栅结构广泛应用于各种光学应用场景,如光谱仪、近眼显示系统、脉冲整形等。快速物理光学软件VirtualLab Fusion通过使用傅里叶模态方法(FMM,也称为RCWA),为任意光栅结构的严格分析提供了通用和方便的工具。为此,复杂的一维或二维周期结构可以使用界面和调制介质进行配置,这允许任何类型的光栅形貌进行自由的配置。在此用例中,详细讨论了衍射级次的偏振态的研究。 Bs '=YK$  
B$OV^iwxK  
h0x'QiCc  
1TzwXX7  
任务说明 ^\S~rW.3_  
Vv`94aQTD  
av'[k<  
+s7w@  
简要介绍衍射效率与偏振理论 .f[z_% ar  
某个衍射级次(𝑛)的效率表示有多少的辐射功率被衍射到这个特定的级次中。它是由复数值瑞利系数计算出来的,瑞利系数包含了每个衍射级次(矢量)电磁场的全部信息。瑞利系数本身是由FMM对光栅的特征值问题进行严格分析的结果。 `.~*pT*u  
如果在TE/TM坐标系(CS)中给出瑞利系数,则可以计算衍射效率: h`vT[u~l  
Te3 ?z  
其中,n_in/n_out为覆盖层和衬底层的折射率,ϑ_in/ϑ_out为所分析的阶次的入射角和衍射角。此外,𝐴表示辐射光的振幅。 c[3x>f0  
如果瑞利系数沿𝑥、𝑦和𝑧给出瑞利系数,则必须应用以下方程: C!1)3w|  
,1t|QvO  
因此,必须考虑所给出的瑞利系数的坐标系。默认情况下,光栅坐标系中为 P~&J@8)c  
tr A ^JY  
光栅结构参数
oFzmH!&ED  
研究了一种矩形光栅结构。 -`X`Ff  
为了简化设置,选择光栅配置,只允许零阶(R_0)反射传播。 Ai:, cY5%  
根据上述参数选择以下光栅参数: 39 pA:3iTd  
光栅周期:250 nm EIpz-"S  
填充因子:0.5 1=X1<@*  
光栅高度:200 nm 6B b+f"  
材料n_1:熔融石英(来自目录) RA){\~@wC  
材料n_2:二氧化钛(来自目录) W8-vF++R  
0=9$k  
6Xn9$C)  
8"[{[<-   
偏振态分析 +'w6=qI  
现在,用TE偏振光照射光栅,并应用圆锥入射角(𝜑)变量。 mtLiS3Nk8  
如前所述,瑞利系数的平方振幅将提供关于特定级次的偏振态的信息。 Hkf]=kPy*  
为了接收瑞利系数作为检测器的结果,需要选择光栅级次分析器件中的单个级次输出,并选择所需的系数。 J{5p4bkb  
n b*`GE  
{g4w[F!77  
$&jVEMia  
模拟光栅的偏振态 3/c%4b.Z  
k|jr+hmn":  
QM~~b=P,\  
fCX8s(|F  
瑞利系数现在提供了偏振态的信息: "d0D8B7HI@  
在圆锥入射角为0(𝜑=0)时,。这说明衍射光是完全偏振的。 s=K?-O  
对于𝜑=22°,。此时,67%的光是TM偏振的。 tHM0]Gb}  
对于𝜑>50°,系数接近为常数,因此偏振态也是常数。 _Db&f}.`  
k2#|^N  
Passilly等人更深入的光栅案例 w)R5@ @C*  
Passilly等人的工作研究并优化了亚波长光栅下衍射光谱的偏振态,以获得不同状态之间的高度转换。 }P\6}cK  
因此,他们将模拟结果与制作样品的测量数据进行了比较。 *vqUOh  
S`TQWWQo;  
]{t!J^Xn  
=L?2[a$2;  
光栅结构参数 <<Z, 1{3F  
在本文中,研究了两种不同的制备光栅结构。 I%<pS ,p  
由于加工造成的光栅的理想二元形状的一些偏差是可以预料的,而且确实可以观察到:在基板和侧壁上存在不完全平行的欠刻蚀部分。 ZC^NhgX  
由于缺少关于制作结构的细节,我们将其简化为VirtulLab Fusion中的模拟。 ^q|W@uG-(  
但是如果有可用数据,就可以详细分析光栅的复杂形状。 =<K6gC27  
3m&  
B)P]C5KRD  
光栅#1——参数 sfy}J1xIL  
假设侧壁倾斜为线性。 <33,0."K  
忽略了衬底中的欠刻蚀部分。 Jm0.\[J  
为了实现光栅脊的梯形形状,采用了倾斜光栅介质。 0x^lHBYc  
光栅周期:250 nm wL>;_KdU`  
光栅高度:660 nm i If?K%M7  
填充因子:0.75(底部) *|@386\  
侧壁角度:±6° 0fqycGSmU  
n_1:1.46 LEX @hkh  
n_2:2.08 "];@N!dA  
_lm^v%J$  
EiZa,}A  
8L6b:$Y3@C  
光栅#1——结果 &zP> pQr`#  
这两幅图对比之下匹配度很高,特别是图表的趋势。 H9!q)qlK  
与参考文献相比,仿真中光栅结构进行了简化,存在一些小的偏差。由于缺乏关于实际的更详细的光栅结构的数据,这种简化是必要的。 eYu0")  
hR.vJ2oa  
  
|goK@ <  
LPca+o|f  
光栅#2——参数 sN#ju5  
假设光栅为矩形。 n@q- f-2  
忽略了衬底中的欠刻蚀部分。 hp2$[p6O  
矩形光栅足以表示这种光栅结构。 mGkQx -|  
光栅周期:250 nm -_O j iQ R  
光栅高度:490 nm ,^DP  
填充因子:0.5 +B&+FGfNU  
n_1:1.46 Oi-%6&}J  
n_2:2.08 Qam48XZ >  
7lKatk+7K  
{lg iH+:  
Tb8r+~HK  
光栅#2——结果 R-wz+j#  
这两幅图对比之下再次显示出非常好的匹配度,特别是图表的趋势。 |y+_BZ5  
与参考文献相比,仿真中光栅结构进行了简化,存在一些小的偏差。由于缺乏关于实际的更详细的光栅结构的数据,这种简化是必要的。 <~:2~r  
   $2-_j)+  
_c5*9')-)  
查看本帖完整版本: [-- Techwiz LCD:LCOS模拟 --] [-- top --]

Copyright © 2005-2025 光行天下 蜀ICP备06003254号-1 网站统计