[技术]闪耀超颖光栅的建模与设计 [复制链接]

摘要 hnB`+!  
u"
V,/1++\  
超颖光栅(metagratings)通常由纳米柱组成。因其具有不同的应用而越来越受到人们的关注。它们以在非近轴情况下的高衍射效率和对偏振不敏感而闻名。在这个例子中，我们仿照P.Lalanne等人的工作，利用方形纳米柱构造了闪耀超颖光栅，并演示了在VirtualLab Fusion中对超颖光栅的优化。 }BU%<5CQ  
特别地，我们在仿真中评估了偏振相关效率。 Khi;2{`  
B>>_t2IU  

图片:1-2011020UU12T.png

T9&{s-3*  
q4w]9b/  
建模任务 iKV|~7
nwO  
KJ32L  

图片:1-2011020U912R7.png

du$M
  
H`fJ<So?  
如何设计具有优化的第一级次衍射效率的超颖光栅 F nXm;k,9*  
-选择合适的单元格(unit cells)/构件，以及 &'&)E((  
-在一个光栅周期内排列并优化它们的位置？ ?!U.o1  
光栅参数和设计方法遵循P. Lalanne, et al., Opt. Lett. 23, 1081-1083 (1998) _b&26!gl  
IB|6\uKn  
单元格分析（折射率一致） X,aRL6>r  
gBhX=2%  
首先，我们设定周期性复制相同的方柱，并改变柱直径（D）。 yP# Y:s  
)
Jk$j  

图片:1-2011020Z110Y3.png

@(35I  
]r0j  
传输振幅/相位与柱直径（@633nm） keRLai7h  
^*`#+*C  

图片:1-2011020Z13C33.png

X"d"a={]  
RHn3\N  
单元格分析（折射率一致） 3{|~'5*  
4]tg!ks  
首先，我们设定周期性复制相同的方柱，并改变柱直径（D）。 M>m!\bb%.  
2"Wq
=qy\J  

图片:1-2011020Z24DU.png

n@ba>m4{  
vJGH8$%;,  

图片:1-2011020Z331641.png

u8KQV7E  
n/(}|xYU  
选择单元格（TiO2-玻璃界面） 48^C+#Jbc  
[(_,\:L${  

图片:1-2011020Z402114.png

%n9ukc~$p  
\3^V-/SJf  
柱直径的选择 i&lW&]  
+@!\3a4!  
实际上，基板是以不同的材料作为柱。这里，我们考虑玻璃基板。 ;f[##=tm  
P HOngn  

图片:1-2011020Z4511b.png

$Ugc:L<h+  
闪耀光栅构建 I*Dj@f`  
FWW@t1)  

图片:1-2011020Z60Lc.png

N[3Y~HX!q  
初始设计性能分析 Zl&ED{k<  
*,CJ 3<>  

图片:1-2011020Z649255.png

%G2g @2  
传输场可视化 $t^Td
<  
0nCiN;sA  

图片:1-2011020ZTB09.png

H $Az,-P  
*5oQZ".vA*  

图片:1-2011020Z913X4.png

}%?or_f/  
@fmp2!?6  
超颖光栅的进一步优化 z(Uz<*h8  
@]#[TbNo  

图片:1-2011020Z942N6.png

u9v,B$S  
OET/4(C  
优化后设计的性能分析 qF$y p>|#  
KG(FA  

图片:1-2011020910052N.png

$mKExW  
R\3v=PR[  
走进VirtualLab Fusion tlD^"eq4:  
7K.],eo0  

图片:1-201102091043505.png

t^KQv~  
(n.IK/:  
VirtualLab Fusion工作流程 G)[gLD{g?  
•分析超表面(metasurface)单元格 o:ow"cOEf  
−纳米柱超表面构件的严格分析[用例] FIfLDT+Wh  
•构建超颖光栅 LlgFQfu8  
•分析光栅衍射效率 W&cs&>F#  
−[用例] ZG1TRF "  
•光栅结构的参数优化 !m~r0M7  
Nb3O>&J  

图片:1-201102091125508.png

HU/4K7e`  
)K]p^lO  
VirtualLab Fusion技术 $Bc3| `K1v  
r*mSnPz\q  

图片:1-201102091153537.png