切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • Zemax光学设计从入门到精通 《杂散光抑制与评估技术》 Zemax光学设计实践基础(陈家璧) 光学设计与光学元件
    讯技光电:VirtualLab Fusion独家供应商 现代光学设计及应用(Zemax) CODE V,LightTools,RSoft,LucidShape 计算光学带来的成像革命(第2季)
    发帖 回复
    返回列表
    • 1508阅读
    • 0回复

    [分享]衍射级次偏振状态的研究 [复制链接]

    		 上一主题 下一主题
    离线infotek
    科学家
     
    发帖
    7060
    光币
    29445
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-05-25
    摘要 jD0^,aiG  
    al=Dy60|z  
    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-dN:1  
    5ejdf  
    7~cN  
    概述 ?nrd$,  
    +Es3iE @  
    NWwfNb>  
    •本文的主题是光在周期性微结构处的衍射后的偏振态。 Zp@p9][C  
    •为此，如示意图所示，在示例性二元光栅结构和锥形入射处研究零级反射光。 Bcrd}'no  
    •为了在特定示例中讨论该主题，在第二部分中根据Passilly等人的工作（2008年）选择光栅配置和相应参数。 e+bpbyV_#  
    nk1(/~`  
     {#uX   
    j9%u&  
    衍射级次的效率和偏振     Ts0.Ck  
    FOB9CsMe  
    |^Try2@  
    •通常，为了表征光栅的性能，给出了传播级次的效率（η）。 9NaC7D$,  
    •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。 ~zRUJ2hD!  
    •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）。 + }(  
    •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。 P\iw[m7O  
    •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。 HYLU]9aH8  
     cG?RisSZ  
    E8jdQS|i  
    光栅结构参数 Cv{rd##Y8  
    nfy"M),et  
    QYVT"$=  
    •此处探讨的是矩形光栅结构。 P~;NwHZ?k  
    •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。 vb9G_Pfz  
    •因此，选择以下光栅参数： $b\Gl=YX^  
    - 光栅周期：250 nm {#=q[jVi%1  
    - 填充系数：0.5 rv;w`f  
    - 光栅高度：200 nm 7\JRHw  
    - 材料n1：熔融石英 >T.U\,om7  
    - 材料n2：TiO2（来自目录） Il'+^u_ <  
     p4<&NMG  
    (8@._  
    GUmOK=D >  
    偏振状态分析 (BMFGyE3  
    2aW&d=!ZV  
    3 _:yHwkD  
    •使用不同锥形入射角（φ）的TE偏振光照射光栅。 U;;vNzcn  
    •如上所述，瑞利系数的平方幅值将提供有关特定级次的偏振状态信息。 nE Qw6q~je  
    •为了得到瑞利系数，请在光栅级次分析器中选中单个级次输出，并选择所需的系数。 p:k>!8.Qho  
    h:" <x$F  
     \4~uop,Nb+  
    r@"Vbq%  
    产生的极化状态 8NPt[*  
    &Dqg<U  
     u` `FD  
    ?*tpW75hR[  
     TTmNPp4q  
    其他例子 PS`v3|d}}}  
    _tb)F"4V  
    fph*|T&R  
    •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。 `WC~cb\  
    •因此他们将模拟结果与制造样品的测量数据进行了比较。 0#G&8*FMN  
     o { \cCZ"  
    e {N8|l  
    ss236&  
    光栅结构参数 bf'@sh%W  
    >7@F4a  
    ]|Vm*zO  
    •在引用的工作中，研究了两种不同的制造光栅结构。 Goz9"yazg  
    •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。 op"RrZAZBT  
    •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。 HMS9_#[kE  
    •当然，如果数据可用，详细分析光栅的复杂形状亦是可能。 w \i#  
     3vHEPm]  
    #8%Lc3n  
    光栅＃1 Pd%o6~_*  
    -_%n\#  
     xdXt  
    ka[]pY  
    d; oaG (e  
    •仅考虑此光栅。 @PU%BKe  
    •假设侧壁表现出线性斜率。 p(v+j_ak  
    •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 S3P;@Rm  
    •为了实现光栅脊的梯形形状，应用了倾斜的光栅介质。 "So+  
     Cc]t*;nU_  
    {E@Vh  
    假设光栅参数： ]{0 2!  
    •光栅周期：250 nm g&\A1H  
    •光栅高度：660 nm lmp0Ye|  
    •填充系数：0.75（底部） Xi6XV3G  
    •侧壁角度：±6° ,-vbR&  
    •n1：1.46 Zvk O#j  
    •n2：2.08 b9%hzD,MR  
     4@4$kro  
    光栅＃1结果 Z<0M_q9?MO  
    n* 9)Y~  
    5WP)na6"  
    •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。 >(|T]u](q  
    •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。 }RO Cj,|  
    •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。     #:v|/2   
    $eCxpb..  
    f}Mc2PQ-  
    (VI4kRj  
    光栅＃2 Zyu4!  
    f-k%P$"X&  
     ,l_"%xYx  
     ~Ub '5M  
    ,*+F*:o(m  
    •同样，只考虑此光栅。 lOCMKaCD  
    •假设光栅有一个矩形的形状。 jri=UGf  
    •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 AcwLs%'sx  
    假设光栅参数： H]H*Ouu["e  
    •光栅周期：250 nm ,@;",  
    •光栅高度：490 nm ,?3r-bM  
    •填充因子：0.5 XPBKQm_}  
    •n1：1.46 Z_zN:BJ8L  
    •n2：2.08     ,_!pUal  
    K pDKIi  
    光栅＃2结果 z|Q)^  
     S4n\<+dR<  
    0>6J -   
    •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。 eBFsKOtu  
    •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。 +4Aj/$%[q  
    •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。 dzjp,c@  
    'P0:1">  
     NoB)tAvw  
    文件信息 E].hoq7WiB  
    *?zmo@-  
     5V':3o;D__  
    ^RAst1q7  
     tda#9i[pkH  
    QQ：2987619807 z\]]d?d?;  
     
    回复
    举报
    分享到
    发帖 回复
    返回列表