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2026-02-04 08:01 |
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。• 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 =,zB|sjn • 计算之前修改高级选项和检查定义的结构的方法。 Zy7kPL;b • 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。 mQ`atFz:Z |1_$\k9Y& 初始化光栅工具箱 4k^P1 • 初始化 sPQjB[ − 开始菜单栏 (Start) !Np7mv\7 光栅菜单栏(Grating) w ?_8OJ 通用光栅光路图(三维光栅) General Grating Light Path Diagram(3D Gratings) _<f%==
I' • 提示:对于特殊类型的光栅,例如柱形光栅, yJ!26 可以在光栅工具箱中直接点击柱形光栅光路 !$l<'K$ 图(三维光栅)(Pillar Grating Light )]q Qgc& Path Diagram(3D Gratings)) L[2N zwO Fb1<Ic# 设置光栅结构 (!fx5&F
a k5D • 首先,需要定义基底(Base Block)的厚度和介质。 J#C4A]A • VirtualLab中光栅结构在堆栈(stack) 中定义。 yn!;Z._ • 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)。 j>8ubA • 例如,图中在前表面添加了堆栈(stack)。 k5K5OpY 基于材料定义光栅的类型(例程: 柱形光栅) kHr-UJ! 堆栈编辑器 _k]R6V: Y}BP]#1 +PE-j| D 在堆栈编辑器(Stack Editor)中,界面和材料可以从中目录(catalog) 中添加。 fSd|6iFH • 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。 O$, S}rEQGGR{ 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)。 TP#Ncqh • 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。柱形光栅介质 %pjY ^tM/ F1BvDplQ>G fUf1G{4 • 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)。 I N3-ZNx • 这种介质可以仿真柱形结构或者在基底表面打孔的结构。 cr -5t4<jK • 此例程中,矩形排布的金属铬圆柱位于熔融石英基底表面。 ! xM=7Q
k • 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 W3[>IH"+ (颜色越深,折射率越高)。 lfb+ )s • 注意:堆栈编辑器固定显示x-z平面的横截面视图。 >dK0&+A xkFa • 请注意:界面添加的顺序固定由基底表面开始算起。
yHE\Q • 选中的界面会以红色突出显示。 uq[5 om" • 此外,无法在此处定义光栅前面的介质(指 ">=E p+ix 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。 HgW!Q(* • 可以在光学参数设置编辑器(Optical Setup Editor)中更改这处材料。 ??e|ec2% %|+aI? • 堆栈周期(Stack Period)可以控制整个结构的周期。 ^|oI^"IQ= • 对于二维周期性光栅,必须在x和y方向分别定义周期。 )6%*=- • 该周期也是FMM算法的周期边界条件。 #f(tzPD • 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。 X,+a 6F
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