[其它]二维周期光栅结构的配置 [复制链接]

摘要 K]N^6ome  
[3t N-aj[  
复杂光学光栅结构被广泛用于多种应用，如光谱仪、近眼显示系统等。利用傅里叶模态法(FMM，或称RCWA) VirtualLab Fusion 提供了一种用于任意光栅结构严格分析的简单方法。利用图形用户界面，用户可以设置堆栈的几何形状，从而产生复杂的光栅结构。本案例主要集中于具有二维周期光栅结构的配置。 F@"Xd9q?  
uC 5mxZ  
1. 本案例主要说明： `$G7Ia_ $]  
 如何在光栅工具箱中配置二维光栅结构，通过： dm)V \?b  
- 基于介质的定义类型 `^wF]R  
- 基于表面的定义类型 kH-1l>":  
 计算前如何改变高级选型并检查定义的结构。 FspI[gUN,  
 注意：在VirtualLab中，具有二维周期性的光栅结构称作3D光栅。因此，层状光栅(一维光栅)被称为2D光栅。 )amdR
c  
0pBlmPafY  
2. 光栅工具箱初始化 A9p$5jt7  
 初始化 1PjSa4  
- 开始→ rAn''X6H  
光栅→ jR}h3!  
一般光栅光路图(3D光栅) (.<Gde#  
fG0rUi(8  
-58r*[=8  
 注意：对于特殊类型的光栅，如柱状光栅，可以直接选择特定的光路图。 u;h9Ra1  
@>(l}5U5  
3. 光栅结构配置 w_/q5]/V-5  
 首先，必须先定义基底的厚度与材料 ZKAIG=l&!  
 在VirtualLab中，光栅结构有一个所谓的堆栈进行定义 \>23_
d0  
 堆栈可以附属在基底的一侧或两侧。 x>&1;g2r  
 例如，堆栈选择附属在第一表面。 tG^Oj:  
EOVHTDkKf  
基于介质的定义类型 $T1 D ?X  
(例如：柱状光栅) 7:mM`0g!  
1. 堆栈编辑器 04WKAP'c N  
 在堆栈编辑器中，可以从库中增加和插入界面和介质。 PX\}lTJ  
 为了以特殊材料定义光栅，必须添加两个平面界面作为边界。 E88_15'3D  
qGl+KI
 
0(@8  
rQj.W6w=  
 两个平面界面间的介质可以使均匀的，也可以是调制的。 - FA#hUK$  
 通过使用后者，可以非常有效地描述复杂的光栅结构，如柱状光栅。、 +3]@0VM26;  
i\},  
+]`MdOu  
2. 柱状光栅介质 6H.D`"cj  
 在库目录“LightTrans Defined”中，在柱状介质库中可以找到铬柱。 i. `S0  
 这种类型的介质可以模拟柱状结构以及衬底上的销孔。 D GOc!  
fVb&=%e  
 在本例中，由铬组成的矩形柱位于熔融石英基底上 )I.[@#-  
 在堆栈编辑器的视图中，不同的材料根据折射率(深色意味着更高)用其他颜色表示。 9p>3k&S  
 注意:堆栈编辑器总是提供x-z平面的横断面视图。 2ai \("?  
 请注意:界面的顺序总是从基板的表面开始计算。 1i2jYDB"  
 选中的界面以红色高亮显示。 xJ^Gtq Um  
 此外，这里不能定义光栅前面的介质（后一个界面后面）。它是自动从光栅元件前面的材料中取出的。 &P[eA u  
G)5%f\&
 
可以在光学设置编辑器中更改此材料。 kpxd+w  
'u_'y  
m`4Sp#m  
 堆栈周期允许控制整个配置的周期。 eu^z&R!um  
 对于具有二维周期性的光栅，周期必须在x和y方向上定义。 Q4CxtY  
 该周期也用于FMM算法的周期性边界条件。对于简单的光栅结构，建议从介质周期中选择“相关的”（Dependent）选项，并选择适当的周期介质指数。 HQQc<7c",  
.CQ IN]iD  
3. 柱状光栅介质参数 jP@H$$-=wH  
通过以下参数定义柱状光栅： v(h   
fo4j^,`  
 基材(凹槽的介质) 2[qO;js  
 柱状材料(脊的材料) nC
GLuZn  
 柱的形状(矩形或椭圆形) BU<A+Pe>  
 x方向(水平方向)柱距 ;u!>( QQ  
 y方向(垂直方向)柱距 i7cMe8  
 行移(允许行位移) -'5:Cq  
 光栅周期在x和y方向 t9Pu:B6  
"eZNci  
 根据柱栅的尺寸和距离自动计算柱栅的周期。 Tj<W4+p{  
 因此，它不能单独设置，框显示为灰色。 k3}ymhUf  
cDm_QYQ  
#f\U
3p  
4. 高级选项&信息 \96?OCdr  
 在传播菜单中有几个高级选项可用。 ~O 65=8  
 propagation method选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 EAj2uV  
 可以设置每个方向上考虑的总阶数或倏逝波阶数。 wrac\.  
 这可能是有用的，尤其是如果考虑金属光栅。 iW.8+?Xq&  
[fxAj]  
 相反，对于电介质光栅，默认设置就足够了。 qZ6P(5X  
 Advanced Settings选项卡提供关于结构分解的信息。 o*'J8El\y^  
 层分解和过渡点分解设置可用于调整结构的离散性。默认设置适用于几乎所有光栅结构。 @m1vB!  
H2E!A2\m  
 此外，还提供了关于层数和转换点的信息。 |XLx6E2F  
 分解预览按钮提供了用于FMM计算的结构数据的描述。折射率用色标表示。 5?kF'yksR  
 定义的柱栅分解预览(俯视图)。 zw7=:<z=  
 •VirtualLab建议将其离散化为2层(1层表示基底)。 V78QV3  
C8-4 m68"  
t?QR27cs$  
基于界面的定义类型 $X9-0-  
(例如：截锥光栅) xzz[!yJjG  
1. 堆栈编辑器 ]y2(ZTNTs  
;ZFn~!V  
2. 截锥光栅 
Gv?'R0s  
 在本例中，使用了“截锥光栅界面”。 mxGa\{D#y  
 这种类型的界面可以模拟圆形的高透射结构。 _F;(#D  
 在本例中，锥体是由位于同一材料基体上的熔融二氧化硅制成的。 2|qE|3&{'  
Y3mATw 3Wh  
 在堆栈编辑器的视图中，不同的材料根据折射率(深色意味着更高)用其他颜色表示。 z,X ^;  
 注意:堆栈编辑器总是提供x-z平面的横断面视图。 5ok3q@1_]{  
 请注意:界面的顺序总是从基底的表面开始计算。 5d*k[fZ  
 选中的界面以红色高亮显示。 a4 O
 
 此外，这里不能定义光栅前面的介质（后一个界面后面）。它是自动从光栅元件前面的材料中取出的。 vz#rbBY*;  
 这种材料可以在光学设置编辑器中更改。 uG${`4  
#J\
2/~  
 此外，锥体的材料会自动从界面之后的材料中取出。 q/XZb@rt  
 在本例中，这意味着使用基底(基块)的材料。 NyeGa  
 如果光栅结构是由不同的材料制成的，则必须添加额外的平面界面，以便将光栅结构与底座分离。 <&t^&6k  
 然后根据需要选择截锥与平面界面之间的材料。 t(\d;ybyx  
 堆栈周期允许控制整个配置的周期。 Q/1 6D  
 对于具有二维周期性的光栅，周期必须在x和y方向上定义。