-
UID：317649
-
- 注册时间2020-06-19
- 最后登录2026-01-28
- 在线时间1922小时
-
-
访问TA的空间加好友用道具
|
摘要 "s@q(J ke)<E98DC 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。 t Q.%f:| Q<yvpT(  D4?cnwU 概述 K
28s<i` Kp! A
ay R{6 M(!x
•本文的主题是光在周期性微结构处的衍射后的偏振态。 v|@EuN14<
•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。 6w_TL< S
•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。 sWi4+PAM0
E/gfX
 M}
+s_h9 ` 9A`pC
衍射级次的效率和偏振 4{0vdpo3F /XdLdA!v 48{B} j%oU
•通常，为了表征光栅的性能，给出了传播级次的效率（η）。 a%QgL&_5
•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。 L^2wEF
•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）。 ET%F+
•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。 FS*J8)
•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。 5D mSgP:
 % UG|R: []?*}o5&>T 光栅结构参数 _*xY>?Aq -oY8]HrXfK V|<'o<h8
•此处探讨的是矩形光栅结构。 mt[ #=Yba
•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。 IiY %y:!g
•因此，选择以下光栅参数： $ -
Y8@bw
- 光栅周期：250 nm ~RV9'v4
- 填充系数：0.5 3.rl^Cq1
- 光栅高度：200 nm .s|5AC [
- 材料n1：熔融石英 GKG:iR)
- 材料n2：TiO2（来自目录） 9j5B(_J^
TZdJq  fe}RmnAC kc2
8Q2 偏振状态分析 ; NO#/ rAD4}A_w Yfy";C7X
•使用不同锥形入射角（φ）的TE偏振光照射光栅。 Ij9=J1c4
•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。 E_{P^7Z|Jg
•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。 @[Wf!8_
c57`mOe/b
 %Siw> <Rz[G+0S= 产生的极化状态 1\/~> nd5.Py$
 6}*4co  CM t$ )
8A 'SMJi 其他例子 \JP9lJ3< "po;[
Ia2 -.Z y(
•为了不同状态之间接收高转换，在Passilly等人的工作中，研究和优化了在亚波长光栅处衍射光的偏振态。 cu#r#0U-
•因此他们将模拟结果与制造样品的测量数据进行了比较。 - 1ci.4F&
T
^/\Rr  N_(-\\mq +hs:W'`% 光栅结构参数 Ia:M+20n `'pfBVBz *]DO3Zw'
•在引用的工作中，研究了两种不同的制造光栅结构。 ~SXqhX-`
•由于应用的制造方法引起的，与所需的二元形状相比，结构表现出一些偏差：基板的蚀刻不足和光栅脊的形状偏离。 vp dT2/F
•由于缺少有关制造结构的细节，因此在VirtualLab中的模拟，我们进行了简化。 Tq8U5#NF
•当然，如果数据可用，详细分析光栅的复杂形状亦是可能。 !VHw*fL|r
 d-I=x pB MI`<U:- lP 光栅＃1 $4]4G=o
_OK!/T*FBt
7uzc1}r tNAmA `J;g~#/k
•仅考虑此光栅。 q%XjJ -s:
•假设侧壁表现出线性斜率。 W^eQ}A+Z
•蚀刻不足的部分基板被忽略了。 $`L
|
•为了实现光栅脊的梯形形状，应用了倾斜的光栅介质。 cxIAI=JK
p;mV?B?oAQ C~M,N|m+^
假设光栅参数： U:|:Y=O?Q
•光栅周期：250 nm ayN[y
•光栅高度：660 nm t *-_M G
•填充系数：0.75（底部） 0 4 a@
•侧壁角度：±6° Z[kVVE9b?
•n1：1.46 i1Y< [s
•n2：2.08 .RbPO#(
u!McPM8Yk 光栅＃1结果 QjTs$#eMW 66po SZR@ m-S e-aF
•左图显示的是使用VirtualLab获得的结果，而Passilly等人发表的结果如右图所示。 Lv # }Gm
•相比之下，这两张图都表现出非常好的相似性，尤其是图的轨迹。 Q@C y\l
•与参考相比，光栅结构的简化导致了一些小的偏差。 由于缺少复杂光栅结构的数据，因此简化是必要的。 1.nYT* j% '~l#nw  JRDIGS_ ~ 3+! G 9T! 光栅＃2 Zy>y7O(,
o3le[6C/8=
 880T'5}S
:
%KR2 Vlh0 Bey9P)_Of
•同样，只考虑此光栅。 C0&ZQvvy1:
•假设光栅有一个矩形的形状。 I0_>r yA
•蚀刻不足的部分基板被忽略了。 =ibKdPtTh^
假设光栅参数： d;).| .}P
•光栅周期：250 nm Yb'%J@T}
•光栅高度：490 nm |gfG\fL3V
•填充因子：0.5 =r~ExW}+
•n1：1.46 &E-q(3-
•n2：2.08 M[0NB2`Wp Na+3aM%% 光栅＃2结果 2hb>6Z;r]K
D<T:UJ X6r3$2!
•同样，左边的图显示了使用VirtualLab获得的结果，由Passilly等人发表的结果如右图所示。 mwF{z.t"
•相比之下，这两张图再次表现出非常好的匹配，尤其是图的轨迹。 6N/6WrQEeg
•与参考相比，光栅结构的简化以及缺少一些光栅参数会导致一些小的偏差。 y`pgJO
N\ fj[?f[
 5W09>C>OC 文件信息 H9[0-Ur5
zo1 fUsK?
 1#|qT7 } ;d=
>Xxi2V y QQ：2987619807 :{ai w?1
|
