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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 I=Gr^\x= • 计算之前修改高级选项和检查定义的结构的方法。 VZAuUw+M • 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。 A&xab `8.1&fBr 初始化光栅工具箱 (K!M*d+ • 初始化 7g {g} − 开始菜单栏 (Start) -9hp+0 < 光栅菜单栏(Grating) IS3e|o*]MP 通用光栅光路图(三维光栅) General Grating Light Path Diagram(3D Gratings) R?1idl) • 提示:对于特殊类型的光栅,例如柱形光栅, d<e+__2 可以在光栅工具箱中直接点击柱形光栅光路 z7D*z8,i 图(三维光栅)(Pillar Grating Light m
T>b; Path Diagram(3D Gratings)) WK/b=p|#o `NYF?% 设置光栅结构 3RBpbTNWp UwvGr h • 首先,需要定义基底(Base Block)的厚度和介质。 $`-SVC • VirtualLab中光栅结构在堆栈(stack) 中定义。 |_xZ/DT • 可以在基底的前表面、后表面或者前后表面同时添加堆栈(stack)。 BT
y]!%r' • 例如,图中在前表面添加了堆栈(stack)。 PmuEL@'^ U 基于材料定义光栅的类型(例程: 柱形光栅) U^vUdM" 堆栈编辑器 Uqb]e?@ a/wUeW B<vvsp\X 在堆栈编辑器(Stack Editor)中,界面和材料可以从中目录(catalog) 中添加。 ?GaI6?lbn • 为了用一种特殊的介质定义光栅,需要添加两个平面界面,作为介质的边界。 ^TuP=q5? ^K1~eb*K 两个平面之间的介质类型可以是均匀介质(homogenous)或者调制介质(modulated)。 ,I9][_ • 使用调制介质,就可以非常有效地描述复杂光栅结构,如柱形光栅。柱形光栅介质 <(u3+`f1s w!=_ 0:7v/S!: • 在目录类别中LightTrans预设(LightTrans Defined)下柱形介质类(pillar media)中可以添加铬柱(Chromium Pillars)。 A52LH, • 这种介质可以仿真柱形结构或者在基底表面打孔的结构。 }.fZy&_
• 此例程中,矩形排布的金属铬圆柱位于熔融石英基底表面。 FF~on06! • 在堆栈编辑器的视图中,不同材料根据折射率的高低表示为不同深浅的颜色 y\r^\ S9% (颜色越深,折射率越高)。 #U\&i` • 注意:堆栈编辑器固定显示x-z平面的横截面视图。 `2
%eDFZ ^VM"!O;h{ • 请注意:界面添加的顺序固定由基底表面开始算起。 >x|A7iWn{, • 选中的界面会以红色突出显示。 VuJfo9 `E • 此外,无法在此处定义光栅前面的介质(指 E< io^ 最后一个界面后的介质)。它会自动从光栅部件前面的材料中提取。 kx;xO>dC • 可以在光学参数设置编辑器(Optical Setup Editor)中更改这处材料。 3[00-~&U v%69]a-T • 堆栈周期(Stack Period)可以控制整个结构的周期。 &V ^ • 对于二维周期性光栅,必须在x和y方向分别定义周期。 ;L\!g%a • 该周期也是FMM算法的周期边界条件。 xr7-[)3Q$ • 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。 sp=7Kh?|>
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