-
UID：317649
-
- 注册时间2020-06-19
- 最后登录2025-09-29
- 在线时间1866小时
-
-
访问TA的空间加好友用道具
|
摘要 ^#^\ @jLm F_Pv\?35z 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。 r `t|}m vMDX  X >0$zE@0 概述 ?3X(`:KB .Xq4QR . 3,D c}$t
•本文的主题是光在周期性微结构处的衍射后的偏振态。 ZS@ Gt
•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。 7RH1,k
•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。 @U~i<kt
#osP"~{
 5)IJ|"]y ( !K?^ si
衍射级次的效率和偏振 Xm#E9 9 tEj-c@`"x- ?9F_E+!
•通常，为了表征光栅的性能，给出了传播级次的效率（η）。 |H!kU.f]
•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。 FCk4[qOp7
•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）。 7q%<JZP Y
•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。 ]Wn^m+
•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。 ?1+JBl~/d
 E{Gkq : f&z@J ,_= 光栅结构参数 +Wr"c UUE:>[, &p."`
C
•此处探讨的是矩形光栅结构。 Mya l3UF
•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。 s>p OfXIx
•因此，选择以下光栅参数： CG`s@5y> 5
- 光栅周期：250 nm BA1|%:.
- 填充系数：0.5
PT`];C(he
- 光栅高度：200 nm uQ} 0 hs
- 材料n1：熔融石英 3 &aB U [
- 材料n2：TiO2（来自目录） K GVAP
ucVWvXCr  m'L7K K-Y) ?PMF]ah 偏振状态分析 l'~~hQ{h/ u$3wdZ2&m *@E Itj `
•使用不同锥形入射角（φ）的TE偏振光照射光栅。 F" #8`Ps>
•如上所述，瑞利系数的平方幅值将提供有关特定级次的偏振状态信息。 <c,/+
lQ^
•为了得到瑞利系数，请在光栅级次分析器中选中单个级次输出，并选择所需的系数。 %Ydzzr3
QN GICG-
 -zzM!1@ F =p1aF/1$I 产生的极化状态 # 1S*}Q<k ,wI$O8"!j
 w2
L' j9  ,>:
W7j-siWJ 其他例子 j.'Rm%@u o j8_e xx JTK0#+?
•为了不同状态之间接收高转换，在Passilly等人的工作中，研究和优化了在亚波长光栅处衍射光的偏振态。 l zK J y
•因此他们将模拟结果与制造样品的测量数据进行了比较。 ]m>N!Iu
&8l4A=l$  o(2tRDT\_b wFgL\[$^| 光栅结构参数 Q%seV<!/ X_j=u1*5 >N&C-6W
•在引用的工作中，研究了两种不同的制造光栅结构。 Tb2Tb2 C
•由于应用的制造方法引起的，与所需的二元形状相比，结构表现出一些偏差：基板的蚀刻不足和光栅脊的形状偏离。 Eyv |~D
•由于缺少有关制造结构的细节，因此在VirtualLab中的模拟，我们进行了简化。 TQcEe@$)
•当然，如果数据可用，详细分析光栅的复杂形状亦是可能。 DgJG: D{
 eH* u,/ fnZa IV=H 光栅＃1 #4?(A[]>H
eX+FtN
 U%Igj:%?;` x vi&d1 6{XdL I
•仅考虑此光栅。 6 X@]<R
•假设侧壁表现出线性斜率。 +npcU:(Kg
•蚀刻不足的部分基板被忽略了。 ) <lpI';T
•为了实现光栅脊的梯形形状，应用了倾斜的光栅介质。 ;[)t*yAh
NXwlRMbo 4. &t
假设光栅参数： ? 89ZnH2/
•光栅周期：250 nm S`!MoIMsD
•光栅高度：660 nm !PaD q+fB
•填充系数：0.75（底部） #4WA2EW
•侧壁角度：±6° 6l{=[\.Xa
•n1：1.46 @.4e^Km
•n2：2.08 \F|L y >g
Jkc1ih`^ 光栅＃1结果 ,| \62B` v7"H vp3w QQd%V#M?
•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。 [n 53 eC
•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。 a S7[s6
•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。 " <GDO L %cWy0:F5VY  bt$+l [U^J STC'j1U 光栅＃2 _` %z
7R$]BY=
 WsA(8Ck<
8a\
Pjk VTDp9s
•同样，只考虑此光栅。 ; 'o:1{Y
•假设光栅有一个矩形的形状。 C,+ Sv-
•蚀刻不足的部分基板被忽略了。 aZe[Nos
假设光栅参数： kUl:Yj=&
•光栅周期：250 nm - PHVM=:
•光栅高度：490 nm 7VP[U,
•填充因子：0.5 R+c
{Pl
•n1：1.46 ` "Gd/
•n2：2.08 JsOu
*9R z Uw9 光栅＃2结果 u -CC UMR
t=`bXBX1 FyXz(l:
•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。 PV2cZ/
•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。 39W"G7n?v
•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。 zU+` o?al
qlT'gUt=H
 6 u3$ .Q
|
