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    讯技光电:VirtualLab Fusion独家供应商 微小光学与微透镜阵列 光学设计与光学元件 计算光学带来的成像革命
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    [技术]超构光栅构建——实例讨论 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-09-05
    摘要                                                                             pNzGpCk  
    C(*)7| m  
    超构光栅通常由具有空间变化参数的纳米柱组成，与传统光栅相比，它具有优越的性能。可以借助支柱介质在 VirtualLab Fusion 中设置此类光栅，在本例中，我们将展示如何正确配置超构光栅设置。这包括介质、材料的配置、支柱的几何形状以及支柱的空间分布。还给出了有关空间频率数量设置的附加提示。 V/-~L]G  
    *Cgd?*\7  
     M+TF0c  
    H}c, P('  
    超构光栅结构和建模 xR;-qSl7Ms  
    [f'DxZF-  
                                                                                 KGX?\#-  
    }t #Hq  
    VirtualLab Fusion提供： p{Gg,.f!HM  
     Pillar Medium (General)，用于构建超构光栅和其他类似结构，以安排圆形/矩形纳米柱的分布;  qz:_T  
     Fourier modal method (FMM)用于严格分析由此配置的超构光栅在衍射效率，偏振灵敏度等方面的性能。 oYN# T=Xi  
    0IM#T=V  
    光栅周围介质   "]`QQT-{0  
    bqg\V8h  
                                                                                 uNY]%[AnJ  
    ;nJCd1H  
    • 光栅前后的介质在光学设置编辑器中设置。 br'/>Un"  
    • 这些介质必须根据调查的实际  情况进行配置。 w,.Hdd6  
    • 作为光栅效率分析的惯例，衬底与周围介质之间的菲涅耳损耗通常被忽略(即结构衬底的介质与其背后的介质应相同)。 ~qT+sc!t  
    uL4@e  
    光栅堆栈内部材料 m,TqyP#  
    Swua dN  
                                                                               KXFa<^\o  
    k\}qCDs  
    • 超构光栅堆栈由Pillar Medium(General)和从两侧夹入介质的两个平面接口组成。 3^us;aOr  
    • Pillar Medium(General)的配置对话框中，有两种材料需要配置:柱子的材料和填充柱子间空间的材料。 zj;y`ENj  
    • 这两种材料的配置都独立于系统中的任何其他材料。这意味着实现对物理现实的正确描述(即嵌入介质与填充柱子之间空间的介质一致)是用户的责任。 y6?Q5x9M  
    c(AjM9s  
    单柱几何配置 /aJl0GL4!  
    i9)y|  
                                                                             4p~:(U[q  
    %GS)9{T&  
    柱子的分布                                                                           5y"yd6O]O5  
    I>-jKSkwc  
    X6<HNLgra  
    • 各柱子在分布(超构结构周期)中的横向位置(x, y)和直径可以自由配置。 I/)dXk~  
    • 有几种方法可以做到这一点: ^HL#)fK2I  
    • 逐个柱子，手动; T "G!H  
    • 一次性定义在等距网格; oci-[CI,  
    • 使用导入的数组，其中包含定义每个柱子的横向位置和直径的数据。 knBT(x'+  
    • 柱子的位置可以任意变化，无论是直接，或偏离其原始位置。 )-a_,3x%j  
    LZ ID|-  
    数值参数设置 "5jZS6A]  
    j4}aK2[<  
                                                                               dYV)lMJ*  
    e:V,>RbC0s  
    • 为了从FMM/RCWA模拟中获得收敛的结果，必须使用足够多的空间频率。 $@&bK2@.(  
    • 对于超构光栅(通常由阵列，1D或2D柱组成)，我们建议执行收敛测试，以确保算法的数值收敛。 =C\S6bF%  
    • 对于1D超构光栅(例如，blazed超构光栅)，应分别检查x和y方向所需的空间频率数量。 HKcipDW  
    uR)@v^$FE  
    例1:一维Blazed 超构光栅 Y!*,G]7  
    uX0wg  
    材料和介质的配置 s/To|9D  
    b8v$*{  
                                                                             IB*%PM TF  
    see the full Application Use Case Y9w= [[1  
      BW\R  
    柱子几何及分布                                                                           d$2{_6  
       PUYo >eB)0  
    4 |5ekwk  
                                                                                     S5Px9&N8(  
    空间频率数                                                                             @xkM|N?  
                                                                               oC[wYUDg  
    m#;:%.Rm  
    @e0 Q+t  
    *,n7&  
    例2:二维光束分离超构光栅 sy@k3wQ  
    UU ,)z  
    材料和介质的配置                                                                             z!L0j +  
    "+ Qh,fTt  
     }> 1h+O  
    8m*\"_S{  
    柱子几何及分布                                                                           F9+d7 Y$  
    *r% mqAx(  
    mmKrmM*1  
     
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