-
UID:317649
-
- 注册时间2020-06-19
- 最后登录2024-05-06
- 在线时间1251小时
-
-
访问TA的空间加好友用道具
|
摘要 Z>)(yi9+ K&t+3O 复杂光学光栅结构被广泛用于多种应用,如光谱仪、近眼显示系统等。利用傅里叶模态法(FMM,或称RCWA) VirtualLab Fusion 提供了一种用于任意光栅结构严格分析的简单方法。利用图形用户界面,用户可以设置堆栈的几何形状,从而产生复杂的光栅结构。本案例主要集中于具有二维周期光栅结构的配置。 )>]~ Y ZE ())W" 1. 本案例主要说明: OIuEC7XM^C 如何在光栅工具箱中配置二维光栅结构,通过: p/4\O - 基于介质的定义类型 +w
;2k w - 基于表面的定义类型 @w)Vt$+b] 计算前如何改变高级选型并检查定义的结构。 l@x/{0 注意:在VirtualLab中,具有二维周期性的光栅结构称作3D光栅。因此,层状光栅(一维光栅)被称为2D光栅。 ,~@Nhd~k io[$QTY 2. 光栅工具箱初始化 Z\{"/( Hi 初始化 !^dvtv`K - 开始→ B cMgfa/ 光栅→ %"2;i@ 一般光栅光路图(3D光栅) #Z'r;YOzs CH6^;. $YM>HZe- 注意:对于特殊类型的光栅,如柱状光栅,可以直接选择特定的光路图。 }{J5)\s9 U2=PmS P 3. 光栅结构配置 o1j_5c
PS 首先,必须先定义基底的厚度与材料 n+Ia@$|m 在VirtualLab中,光栅结构有一个所谓的堆栈进行定义 ,\y)k}0lH 堆栈可以附属在基底的一侧或两侧。 TG\3T%gH/s 例如,堆栈选择附属在第一表面。 a=<l}`* NuLyu=.? 基于介质的定义类型 STDT]3. (例如:柱状光栅) WUQlAsme 1. 堆栈编辑器 RR u1/nam 在堆栈编辑器中,可以从库中增加和插入界面和介质。 'N?,UtG R 为了以特殊材料定义光栅,必须添加两个平面界面作为边界。 EkV
LSur N`FgjnQ` #{]X<et eIEr\X4\~~ 两个平面界面间的介质可以使均匀的,也可以是调制的。 O7p>"Bh 通过使用后者,可以非常有效地描述复杂的光栅结构,如柱状光栅。、 c$.h]&~dN YQb43Sh` 86c@Kk7z 2. 柱状光栅介质 :Ogt{t 在库目录“LightTrans Defined”中,在柱状介质库中可以找到铬柱。 {&_1/ 这种类型的介质可以模拟柱状结构以及衬底上的销孔。 ZXP9{Hh "0JG96&\ 在本例中,由铬组成的矩形柱位于熔融石英基底上 %?gh;? GD 在堆栈编辑器的视图中,不同的材料根据折射率(深色意味着更高)用其他颜色表示。 0{0|M8 注意:堆栈编辑器总是提供x-z平面的横断面视图。 r+T@WvS%W 请注意:界面的顺序总是从基板的表面开始计算。 cO9aT 选中的界面以红色高亮显示。 gO kq>i_ 此外,这里不能定义光栅前面的介质(后一个界面后面)。它是自动从光栅元件前面的材料中取出的。 C-Q]f |D `r o 可以在光学设置编辑器中更改此材料。 Bnju_)U5) xz1jRI$ S+03aJNN# 堆栈周期允许控制整个配置的周期。 2&st/y(hs 对于具有二维周期性的光栅,周期必须在x和y方向上定义。 u)]]9G
_8 该周期也用于FMM算法的周期性边界条件。对于简单的光栅结构,建议从介质周期中选择“相关的”(Dependent)选项,并选择适当的周期介质指数。 $3aq+w:
~f/nq/8 3. 柱状光栅介质参数 YzTmXwuA5 通过以下参数定义柱状光栅: GtQ$`~r W2CCLq1( 基材(凹槽的介质) 8Vcg30_+ 柱状材料(脊的材料) 9.F+)y@ 柱的形状(矩形或椭圆形) K!|%mI8gk x方向(水平方向)柱距 uWs5+ y方向(垂直方向)柱距 }]0f -} 行移(允许行位移) W0vdU;?% 光栅周期在x和y方向 }O+F#/6 ! }u'% 根据柱栅的尺寸和距离自动计算柱栅的周期。 x1\a_Kt 因此,它不能单独设置,框显示为灰色。 JTH8vk:@ %_*q'6K 9(.P2yO 4. 高级选项&信息 J1,\Q< 在传播菜单中有几个高级选项可用。 [cSoo+Mlx propagation method选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 ~HbZRDcJc 可以设置每个方向上考虑的总阶数或倏逝波阶数。 Rk#@{_ 这可能是有用的,尤其是如果考虑金属光栅。 0E9LZOw4T JFw<Po,MEa 相反,对于电介质光栅,默认设置就足够了。 #q`-"2"| Advanced Settings选项卡提供关于结构分解的信息。 YG<7Zv
层分解和过渡点分解设置可用于调整结构的离散性。默认设置适用于几乎所有光栅结构。 `'BvUTDyZ ]=5nC)| 此外,还提供了关于层数和转换点的信息。 pgK) 分解预览按钮提供了用于FMM计算的结构数据的描述。折射率用色标表示。 XP
Nk#" 定义的柱栅分解预览(俯视图)。 v1h*/#
•VirtualLab建议将其离散化为2层(1层表示基底)。 !^ko"^p ^+CTv IaDc hI 基于界面的定义类型 ^:Vwblv( (例如:截锥光栅) )M5:aSRz 1. 堆栈编辑器 =y"
lX{}G y:Ycn+X. 2. 截锥光栅 %a-:f)@ 在本例中,使用了“截锥光栅界面”。 V9 <!pMj 这种类型的界面可以模拟圆形的高透射结构。 31b9pi}nf 在本例中,锥体是由位于同一材料基体上的熔融二氧化硅制成的。 Z{/0P ^J0*]k%
在堆栈编辑器的视图中,不同的材料根据折射率(深色意味着更高)用其他颜色表示。 }0Isi G 注意:堆栈编辑器总是提供x-z平面的横断面视图。 .Y.\D\>~ 请注意:界面的顺序总是从基底的表面开始计算。 X5kIM\ 选中的界面以红色高亮显示。 #7OUqp 此外,这里不能定义光栅前面的介质(后一个界面后面)。它是自动从光栅元件前面的材料中取出的。 uZ mi 这种材料可以在光学设置编辑器中更改。 "i$Avm !( xeDX 此外,锥体的材料会自动从界面之后的材料中取出。 <6k5nE h 在本例中,这意味着使用基底(基块)的材料。 $Oa}U3 如果光栅结构是由不同的材料制成的,则必须添加额外的平面界面,以便将光栅结构与底座分离。 x6A*vP0nm) 然后根据需要选择截锥与平面界面之间的材料。 +,=DUsI} 堆栈周期允许控制整个配置的周期。 (JS1}T 对于具有二维周期性的光栅,周期必须在x和y方向上定义。 (xffU%C^ 该周期也用于FMM算法的周期性边界条件。 wPTXRq% 对于简单的光栅结构,建议从介质周期中选择“相关的”(Dependent)选项,并选择适当的周期介质指数。 l v]TE" 3. 截锥光栅参数 B5"(NJ; 柱栅是一个可编程接口,由以下参数定义: "`Q~rjc$2 wowv>!N!X- 锥高度 X
$LX;Lv 高度因子(例如允许反转结构) 1au1DvH 顶部直径 }=Yvs) 底部(基底)直径 \nM$qr'`B 光栅周期在x和y方向 (i4=}Kn2 材料自动设定 D}59fWz@ ur^)bp< |