复杂
光栅结构被广泛应用于
光谱仪、近眼显示
系统等领域。VirtualLab Fusion
软件用傅立叶模态法(FMM,或者RCWA)一种简易的
仿真方法来严格分析任意的光栅结构。使用图形用户界面,可以设置堆栈的几何图形,从而生成复杂的光栅结构。 此例程主要用于构建具有二维周期性特征的光栅。
• 光栅工具箱中构建二维光栅的方法 − 基于介质定义的类型 − 基于界面定义的类型
[/uqH • 计算之前修改高级选项和检查定义的结构的方法。
9d{iq"*R • 提示:在VirtualLab软件中的光栅结构中,表现为二维周期性的被称作 三维光栅。同样的,层状光栅(一维周期性)被称作二维光栅。
9ui_/[K aRg/oA4} 初始化光栅工具箱
[eL?O;@BD • 初始化
v!(BS, − 开始菜单栏 (Start)
2\&uO 光栅菜单栏(Grating)
B4AV ubMbe 通用光栅光路图(三维光栅) General Grating Light Path Diagram(3D Gratings)
O o9 ePw7 • 提示:对于特殊类型的光栅,例如柱形光栅,
&UH .e 可以在光栅工具箱中直接点击柱形光栅光路
<+D(GH}; 图(三维光栅)(Pillar Grating Light
hX4&B Path Diagram(3D Gratings))
nxH=Ut7{ _?Zg$7VJ 设置光栅结构
Cv{>|g# Ut4cli&cC • 首先,需要定义基底(Base Block)的厚度和介质。
:lz@G4=C • VirtualLab中光栅结构在堆栈(stack) 中定义。
B[jCe5!w • 可以在基底的前表面、后表面或者前后表面同时添加堆栈(stack)。
PR?Ls{}p\ • 例如,图中在前表面添加了堆栈(stack)。
d
dB}mk6 基于
材料定义光栅的类型(例程: 柱形光栅)
8Z{&b,Y4L 堆栈编辑器
c6gRXp'ID 9%aBW7@SK yHL 2! 在堆栈编辑器(Stack Editor)中,界面和材料可以从中目录(catalog) 中添加。
6J[ {?, • 为了用一种特殊的介质定义光栅,需要添加两个平面界面,作为介质的边界。
}MBxfZ 4I F?Cx"JYix 两个平面之间的介质类型可以是均匀介质(homogenous)或者调制介质(modulated)。
]pi"M3f_ • 使用调制介质,就可以非常有效地描述复杂光栅结构,如柱形光栅。
柱形光栅介质
EGWm0 F_ ]5W|^% • 在目录类别中LightTrans预设(LightTrans Defined)下柱形介质类(pillar media)中可以添加铬柱(Chromium Pillars)。
l<I.;FN^9@ • 这种介质可以仿真柱形结构或者在基底表面打孔的结构。
v-u53Fy • 此例程中,矩形排布的金属铬圆柱位于熔融石英基底表面。
|fX
@o0H • 在堆栈编辑器的视图中,不同材料根据
折射率的高低表示为不同深浅的颜色
K?0f)@\nx (颜色越深,折射率越高)。
L+y}hb
r • 注意:堆栈编辑器固定显示x-z平面的横截面视图。
"IbXKS>t -Z)j"J • 请注意:界面添加的顺序固定由基底表面开始算起。
4PG]L`J{ • 选中的界面会以红色突出显示。
GZ.Xx • 此外,无法在此处定义光栅前面的介质(指
~/LO @ 最后一个界面后的介质)。它会自动从光栅部件前面的材料中提取。
Gkci_A* • 可以在
光学参数设置编辑器(Optical Setup Editor)中更改这处材料。
KS%LX c(' "w}}q>P+sA • 堆栈周期(Stack Period)可以控制整个结构的周期。
-_&"Q4FR;+ • 对于二维周期性光栅,必须在x和y方向分别定义周期。
BUR96YN. • 该周期也是FMM算法的周期边界条件。
%D|p7& • 对于简单的光栅结构,建议选择与介质周期一致 (Dependent from the Period of Medium) 选项,并选择合适的周期性介质的序号。
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