[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 kZWc(LwA  
• 计算之前修改高级选项和检查定义的结构的方法。 f)vD2_E  
• 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。 r9yUye}  
-$.$6"]  
初始化光栅工具箱 k9w<
0h3  
• 初始化 V89!C?.[]1  
− 开始菜单栏 (Start) = K"F!}  
光栅菜单栏(Grating)  +[zrU`!@  
通用光栅光路图（三维光栅） General Grating Light Path   Diagram(3D Gratings) T
=A7f6`  
• 提示：对于特殊类型的光栅，例如柱形光栅， POtDge  
可以在光栅工具箱中直接点击柱形光栅光路 44 o5I:  
图（三维光栅）(Pillar Grating Light ;_F iiBk7(  
Path Diagram(3D Gratings)) _r+9S.z  
i/,G=yA  
设置光栅结构 YL;ZZ2A  
}^pnwo9vV  
• 首先，需要定义基底(Base Block)的厚度和介质。 =9LC"eI&|  
• VirtualLab中光栅结构在堆栈(stack) 中定义。 BO#fzq%  
• 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)。
4O[5,  
• 例如，图中在前表面添加了堆栈(stack)。 Ad+-/hxc
 
基于材料定义光栅的类型（例程： 柱形光栅） }V ;PaX  
堆栈编辑器 5lxC**NA  
K}1>n2P  
Ni"fV]'  
在堆栈编辑器(Stack Editor)中，界面和材料可以从中目录(catalog) 中添加。 @J!)o d  
• 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。 Fu^^Jex  
 i/y+kL  
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)。 6K[s),rdv  
• 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 \$yI'q  
qV@xEgW#r  
• 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)。 jQ4Pv`  
• 这种介质可以仿真柱形结构或者在基底表面打孔的结构。 $*MjNj2  
• 此例程中，矩形排布的金属铬圆柱位于熔融石英基底表面。 |2 g }i\  
• 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 kVe^g
]F  
（颜色越深，折射率越高）。 &pZ]F=.r+  
• 注意：堆栈编辑器固定显示x-z平面的横截面视图。 ZBJ.dK?Ky|  
V<\:iNXX{  
• 请注意：界面添加的顺序固定由基底表面开始算起。 <;Qle  
• 选中的界面会以红色突出显示。 }zlvs 
a+  
• 此外，无法在此处定义光栅前面的介质（指 cJ&l86/l1  
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。 Rdwr?:y(]  
• 可以在光学参数设置编辑器(Optical Setup Editor)中更改这处材料。 -+'{C
=  
c)rI[P7Q  
• 堆栈周期(Stack Period)可以控制整个结构的周期。 rw ^^12)  
• 对于二维周期性光栅，必须在x和y方向分别定义周期。 VEwv22'  
• 该周期也是FMM算法的周期边界条件。 ^X)U^Qd  
• 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。 {S~2m2up0L