-
UID：317649
-
- 注册时间2020-06-19
- 最后登录2024-05-17
- 在线时间1264小时
-
-
访问TA的空间加好友用道具
|
摘要 ;*(i}' d!57`bVOd 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。 Q l#y7HW ~#MXhhqB  <S ae:m4 概述 >;Ag7Ex i WGn4p' l"zwH
•本文的主题是光在周期性微结构处的衍射后的偏振态。 _.%U}U
•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。 ]Z IreI
•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。 k'8tqIUN ]
*Z8qd{.$q
 gCV+amP NoOrQ m
衍射级次的效率和偏振 gWD46+A){ [CG3&J fK|P144
•通常，为了表征光栅的性能，给出了传播级次的效率（η）。 v? Zo5uVoq
•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。 &K*Kr=9N
•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）。 ^>/~MCyM.
•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。 8|L;y[v
•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。 9ls*L!Jw
 W" Tj.oCUG 5[y+X|Am 光栅结构参数 sTS/ ]"l M ]Hf>7p dI+Y1Vq
•此处探讨的是矩形光栅结构。 LzTdi%u$0|
•为简单起见，选择光栅的配置，仅使反射中的零级次（R0）传播光线。 i@`qa m
•因此，选择以下光栅参数：
"F= ta
- 光栅周期：250 nm }U'VVPh _
- 填充系数：0.5 S3UJ)@
E
- 光栅高度：200 nm dsU'UG7L
- 材料n1：熔融石英 ]f~!Qk!I7r
- 材料n2：TiO2（来自目录） )DGJr/)
L1#_  1'! D
d@%PT SX 偏振状态分析 _W R/]1R B.C:06E5 bU \T
•使用不同锥形入射角（φ）的TE偏振光照射光栅。 T65"?=<EB
•如上所述，瑞利系数的平方幅值将提供有关特定级次的偏振状态信息。 2w}l!'ue
•为了得到瑞利系数，请在光栅级次分析器中选中单个级次输出，并选择所需的系数。 Ft^X[5G4L
8VtRRtl
 R=<%! WMa` ! Q 产生的极化状态 J4x|Af p T/FZ n{I
 j}O qWX>/  `mH]QjAO
BNgm+1?L 其他例子 \.'[!GE *c nYR#Q| BRa9j:_b
•为了不同状态之间接收高转换，在Passilly等人的工作中，研究和优化了在亚波长光栅处衍射光的偏振态。 ^T#jBqe
•因此他们将模拟结果与制造样品的测量数据进行了比较。 OIK46 D6?.
"G^TA:O:=  0(>3L : CZE!@1"<{ 光栅结构参数 5 B t~tt @+0dgkJ (_]!}N
•在引用的工作中，研究了两种不同的制造光栅结构。 / ykc`E?f
•由于应用的制造方法引起的，与所需的二元形状相比，结构表现出一些偏差：基板的蚀刻不足和光栅脊的形状偏离。 P4zwT Ek`
•由于缺少有关制造结构的细节，因此在VirtualLab中的模拟，我们进行了简化。 bU[_YuJbM
•当然，如果数据可用，详细分析光栅的复杂形状亦是可能。 4JyA+OD4 {
 G3 |x%/Fbp `kE7PXqa 光栅＃1 x]@z.Yj
t3! OqM
 dVk(R9 8 W/3sJc9 Nw*F1*v`
•仅考虑此光栅。 cU-A 1W
•假设侧壁表现出线性斜率。 fC 3T\@(&
•蚀刻不足的部分基板被忽略了。 IM ncl=1
•为了实现光栅脊的梯形形状，应用了倾斜的光栅介质。 |Y8}*C\M.h
?pc bso *?*~<R
假设光栅参数： R(*t 1R\
•光栅周期：250 nm 1Q !kk5jE
•光栅高度：660 nm 4"H * hKp
•填充系数：0.75（底部） g*(z .
•侧壁角度：±6° ZyDNtX%
•n1：1.46 a]P w:lT
•n2：2.08 pF7N = mO
yj@k0TWT$ 光栅＃1结果 97U O H $2,tT;50g &AOGg\
•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。 7{(UiQbf
•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。 .k-6 LR
•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。 `U b*rOMu I`*5z;Q!%@  &F/-%l! uI9*D) 光栅＃2 U<Tv<7`
Ov<c1y;f
 %)r:!R~R
(# mvDz ;HH%OfQq
•同样，只考虑此光栅。 39hep 8+
•假设光栅有一个矩形的形状。 h]L.6G|hEN
•蚀刻不足的部分基板被忽略了。 8n u!5 3
假设光栅参数： %\(-<aT
•光栅周期：250 nm [qW%H, _
•光栅高度：490 nm vBOY[>=
•填充因子：0.5 J4"A6 `O
•n1：1.46 Y,GlAr s4
•n2：2.08
?ueL'4Mm tq~4W% p/ 光栅＃2结果 z@,(^~C_
u:lBFVqk 1U#W=Fg'
•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。 Gp
\-AwE
•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。 W^h,O+vk
•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。 #*/nUbsg
QNINn>2
 P8}IDQ9 文件信息 7%EIn9P
qqe"hruFJ
 ,*U-o}{8C? xT_"` @
\1gAWUt(' QQ：2987619807 =1,!EkG
|
