[技术]构造二维周期性光栅结构 [复制链接]

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 @ojV8  
• 计算之前修改高级选项和检查定义的结构的方法。 -[A=\]RfJ  
• 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。 *edhJUT  
uWrvkLGN  
初始化光栅工具箱 tb'O:/  
• 初始化 X./7b{Pax  
− 开始菜单栏 (Start) V%w]HIhq  
光栅菜单栏(Grating)  X|pOw,"  
通用光栅光路图（三维光栅） General Grating Light Path   Diagram(3D Gratings) \ci[<CP  
• 提示：对于特殊类型的光栅，例如柱形光栅， ";/,FUJJ  
可以在光栅工具箱中直接点击柱形光栅光路 }ILg_>uq[  
图（三维光栅）(Pillar Grating Light `yua?n  
Path Diagram(3D Gratings)) BWG#W C  
k%sh;1.  
设置光栅结构 |s[k= /~"  
{#TZFB  
• 首先，需要定义基底(Base Block)的厚度和介质。 F@@6D0\X?  
• VirtualLab中光栅结构在堆栈(stack) 中定义。 tq8rG@
-C  
• 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)。 `^CIOCK%  
• 例如，图中在前表面添加了堆栈(stack)。 /: }"Zb  
基于材料定义光栅的类型（例程： 柱形光栅） )tR@\G>%  
堆栈编辑器 @]:GTrs  
aL0,=g%  
Ub*O*nre  
在堆栈编辑器(Stack Editor)中，界面和材料可以从中目录(catalog) 中添加。 W"H*Ad(V  
• 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。 $r/tVu2!W
 
{wVJv1*l  
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)。 :"~n` Q2[  
• 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 6nHyd<o  
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%v  
• 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)。 5>"X?U}He  
• 这种介质可以仿真柱形结构或者在基底表面打孔的结构。 Hyz:i)2  
• 此例程中，矩形排布的金属铬圆柱位于熔融石英基底表面。 #bdSH)V  
• 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/W.R  
（颜色越深，折射率越高）。 2VA mL7)  
• 注意：堆栈编辑器固定显示x-z平面的横截面视图。 iz\GahK  
GMYfcZ/,K  
• 请注意：界面添加的顺序固定由基底表面开始算起。 g/e2t=qP  
• 选中的界面会以红色突出显示。 f
g0zD:@rA  
• 此外，无法在此处定义光栅前面的介质（指 $]S*(K3U~  
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。 IO]%AL(.;  
• 可以在光学参数设置编辑器(Optical Setup Editor)中更改这处材料。 z(_#C s  
.7M:AS>  
• 堆栈周期(Stack Period)可以控制整个结构的周期。 <aGfQg|554  
• 对于二维周期性光栅，必须在x和y方向分别定义周期。 Tn 3<cO7v  
• 该周期也是FMM算法的周期边界条件。 u8i!Fxu  
• 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。 $"6O92G(hJ