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 F:{*4b  
N8<J'7%  
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。 %fS9F^AK  
&w@]\7L,:  
h$cm:uks  
%@$UIO,(  
任务说明 3h:j.8Z  
FpoH m%+  
96=<phcwN[  
mx c)Wm<4  
简要介绍衍射效率与偏振理论 12$0-@U  
某个衍射级次(𝑛)的效率表示有多少的辐射功率被衍射到这个特定的级次中。它是由复数值瑞利系数计算出来的,瑞利系数包含了每个衍射级次(矢量)电磁场的全部信息。瑞利系数本身是由FMM对光栅的特征值问题进行严格分析的结果。 Y.:R-|W  
如果在TE/TM坐标系(CS)中给出瑞利系数,则可以计算衍射效率: Xn7G2Yp  
IwYeKN6s  
其中,n_in/n_out为覆盖层和衬底层的折射率,ϑ_in/ϑ_out为所分析的阶次的入射角和衍射角。此外,𝐴表示辐射光的振幅。 ZsmOn#`=^}  
如果瑞利系数沿𝑥、𝑦和𝑧给出瑞利系数,则必须应用以下方程: +v~x gUs  
-m@o\9Ic  
因此,必须考虑所给出的瑞利系数的坐标系。默认情况下,光栅坐标系中为 4{VO:(geZ  
Ni$'# W?t  
光栅结构参数
Q eeV<  
研究了一种矩形光栅结构。 RLF&-[mr3  
为了简化设置,选择光栅配置,只允许零阶(R_0)反射传播。 "oP^2|${  
根据上述参数选择以下光栅参数: tbrU>KCBD  
光栅周期:250 nm Di9RRHn&q  
填充因子:0.5 }gp@0ri%5  
光栅高度:200 nm aDlp>p^E>  
材料n_1:熔融石英(来自目录) nt.LiM/L  
材料n_2:二氧化钛(来自目录) AGBV7Kk  
#-{<d% qk  
m</m9h8  
{ U4!sJSl1  
偏振态分析 b3(* /KgK  
现在,用TE偏振光照射光栅,并应用圆锥入射角(𝜑)变量。 )"?4d[ 5  
如前所述,瑞利系数的平方振幅将提供关于特定级次的偏振态的信息。 c*USA eP  
为了接收瑞利系数作为检测器的结果,需要选择光栅级次分析器件中的单个级次输出,并选择所需的系数。 XS<>0YM  
Ufr@j` *  
!_I1=yi  
(vXr2Z<l  
模拟光栅的偏振态 uvys>]+  
UG| /Px ]  
%6K7uvTq  
,'L>:pF3  
瑞利系数现在提供了偏振态的信息: ?K1B^M=8  
在圆锥入射角为0(𝜑=0)时,。这说明衍射光是完全偏振的。 `oRyw6Sko  
对于𝜑=22°,。此时,67%的光是TM偏振的。 kVn RSg}R  
对于𝜑>50°,系数接近为常数,因此偏振态也是常数。 V&Y`?Edc  
"ra$x2|=}  
Passilly等人更深入的光栅案例  01kRe  
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。 -V$|t<  
因此,他们将模拟结果与制作样品的测量数据进行了比较。 u?').c4  
=H95?\}T[  
l;8t%JV5  
P^Hgm  
光栅结构参数 ~ |G&cg  
在本文中,研究了两种不同的制备光栅结构。 Mf5j'n  
由于加工造成的光栅的理想二元形状的一些偏差是可以预料的,而且确实可以观察到:在基板和侧壁上存在不完全平行的欠刻蚀部分。 1{uxpYAP=  
由于缺少关于制作结构的细节,我们将其简化为VirtulLab Fusion中的模拟。 DE13x *2  
但是如果有可用数据,就可以详细分析光栅的复杂形状。 -@Ap;,=  
1]xk:u4LA  
_~FfG!H ^X  
光栅#1——参数 DP_b9o \5  
假设侧壁倾斜为线性。 #qRoTtMq 7  
忽略了衬底中的欠刻蚀部分。 (P>nA3:UXB  
为了实现光栅脊的梯形形状,采用了倾斜光栅介质。 jkeerU6  
光栅周期:250 nm {i;,Io7 W  
光栅高度:660 nm *CN *G"  
填充因子:0.75(底部) j?T'N:Qd  
侧壁角度:±6° PgtLyzc  
n_1:1.46 srS!X$cec  
n_2:2.08 I| TNo-!$  
v>X!/if<y  
D]]e6gF$e  
HZrA}|:h  
光栅#1——结果 4KPn V+h"b  
这两幅图对比之下匹配度很高,特别是图表的趋势。 4[ uqsJB  
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。 oZ{,IZ45  
q` S ~w  
  
$v>q'8d  
c!w[)>v  
光栅#2——参数 rzY)vC+ZT  
假设光栅为矩形。 R~<N*En~  
忽略了衬底中的欠刻蚀部分。 VH7t^fb  
矩形光栅足以表示这种光栅结构。 hB [bth  
光栅周期:250 nm H3wJ5-q(  
光栅高度:490 nm /R&`]9].s  
填充因子:0.5 TE`5i~R*  
n_1:1.46 B>{%$@4  
n_2:2.08 qI'pjTMDY  
7cc^n\c?Y  
rgy I:F.  
a)|y0w)vV  
光栅#2——结果 Y e0,0Fpw  
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。 t{;2$z 0  
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。 M)13'B.  
   2EgvS!"  
V#G)w~   
查看本帖完整版本: [-- Techwiz LCD:LCOS模拟 --] [-- top --]

Copyright © 2005-2026 光行天下 蜀ICP备06003254号-1 网站统计