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摘要 `>0(N.'T jW}hLjlN 光栅结构广泛用于光谱仪,近眼显示系统等多种光学系统。VirtualLab Fusion通过应用傅立叶模态法(FMM),以简易的方式提供对任意光栅结构进行严格分析。在光栅工具箱中,可以在堆栈中使用界面或/和介质来配置周期性结构。 用于设置堆栈几何形状的用户界面非常人性化,并且允许生成更复杂的光栅。在该用例中,讨论了由FMM实现衍射级次偏振状态的研究。 qc6d,z/ i\RB KF 2JHV*/Q 概述 [kI[qByf
`,FhCT5 MhN8'y( •本文的主题是光在周期性微结构处的衍射后的偏振态。 Q?dzro4C •为此,如示意图所示,在示例性二元光栅结构和锥形入射处研究零级反射光。 -V||1@
| •为了在特定示例中讨论该主题,在第二部分中根据Passilly等人的工作(2008年)选择光栅配置和相应参数。 ~vfPsaRh N$cAX^~ N2C f( ]yas]5H
衍射级次的效率和偏振 I&5cUj{GX- F4g3l d*:J0J( •通常,为了表征光栅的性能,给出了传播级次的效率(η)。 VQpwHzh •该效率值包括该特定级次的所有光的能量,但并不区分最终出现的不同偏振状态。 /? Bu^KX •在严格模拟光栅效率的过程中,例如利用傅里叶模态法,通过使用复数场求解均匀介质的波动方程(也称为亥姆霍兹方程)。 &GI'-i •因此,对于每个衍射级次(𝑛)和偏振态,算法的结果以复数值瑞利系数给出。 .kDJuJ^ •特定级次(𝑛)的效率表示入射光的功率与输出衍射级的光功率之间的关系。它是从瑞利系数计算出来的。 %v]-:5g'| W1O Y}2kj +qyx3c+ 光栅结构参数 ,*;g+[Bhpl WhDNt+uk) 1(
]{tF •此处探讨的是矩形光栅结构。 n5?7iU&JIo •为简单起见,选择光栅的配置,仅使反射中的零级次(R0)传播光线。 7i9wfc h$U •因此,选择以下光栅参数: N gOc2I - 光栅周期:250 nm b yJ[1UK - 填充系数:0.5 Oi~.z@@ - 光栅高度:200 nm 37|EG - 材料n1:熔融石英 [uu<aRAg3O - 材料n2:TiO2(来自目录) "D
ivsq^ hj3wxH.} m>'#664q1 :Y&h'FGZm 偏振状态分析 ?O/!pUAu Q_|Lv& LLwC*) # •使用不同锥形入射角(φ)的TE偏振光照射光栅。
C0j`H( •如上所述,瑞利系数的平方幅值将提供有关特定级次的偏振状态信息。 x c$jG?83# •为了得到瑞利系数,请在光栅级次分析器中选中单个级次输出,并选择所需的系数。 +\MGlsMK@. =|q@Q`DB AJt4I
W@ g<MCvC@ 产生的极化状态 2;YL+v2 k)S'@>n{u O)}5`0@L Ba;tEF{X H`8}w{ft& 其他例子 w'P!<JaZ ]Hrw$\Ky W/< |