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2023-12-14 08:08 |
二维周期光栅结构的配置
摘要 $sEB'>: NW{y%Z 复杂光学光栅结构被广泛用于多种应用,如光谱仪、近眼显示系统等。利用傅里叶模态法(FMM,或称RCWA) VirtualLab Fusion 提供了一种用于任意光栅结构严格分析的简单方法。利用图形用户界面,用户可以设置堆栈的几何形状,从而产生复杂的光栅结构。本案例主要集中于具有二维周期光栅结构的配置。 jg[5UTkcs [attachment=123855] &/s~? Iq 1. 本案例主要说明: pC*BA<?Rg 如何在光栅工具箱中配置二维光栅结构,通过: S8O)/Sg= - 基于介质的定义类型 =~J"kC - 基于表面的定义类型 U;\S(s} 计算前如何改变高级选型并检查定义的结构。 8+"10q- 注意:在VirtualLab中,具有二维周期性的光栅结构称作3D光栅。因此,层状光栅(一维光栅)被称为2D光栅。 *(k%MTG F9MR5O" 2. 光栅工具箱初始化 Z'Kd^`mt 9 初始化 Ptx,2e&Hq - 开始→ ( %[Tk[ 光栅→ NMXnrvS& 一般光栅光路图(3D光栅) i90}Xyt 5 U%MoH [attachment=123856] I> {!U$ 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。 0$tjNye ?VB#GJ0M9 3. 光栅结构配置 Oe/6.h? 首先,必须先定义基底的厚度与材料 T^~)jpkw 在VirtualLab中,光栅结构有一个所谓的堆栈进行定义 Bc@30KiQ^ 堆栈可以附属在基底的一侧或两侧。 <B!'3C(P 例如,堆栈选择附属在第一表面。 *4t-e0]j@w [attachment=123857] &vCeLh:s 基于介质的定义类型 -yoAxPDW (例如:柱状光栅) - %|P 1. 堆栈编辑器 OU!nN>ln 在堆栈编辑器中,可以从库中增加和插入界面和介质。 :
(gZgMT 为了以特殊材料定义光栅,必须添加两个平面界面作为边界。 U^[< :q^R
`8;(t [attachment=123858] lW
p~t =p]mX)I_ 两个平面界面间的介质可以使均匀的,也可以是调制的。 {LP
b)) 通过使用后者,可以非常有效地描述复杂的光栅结构,如柱状光栅。、 4r\*@rq [attachment=123859] ABc)2"i:* 6B#('gxO 2. 柱状光栅介质 f')c/Yw 在库目录“LightTrans Defined”中,在柱状介质库中可以找到铬柱。 |zq4* 5 这种类型的介质可以模拟柱状结构以及衬底上的销孔。 *(G&B\ [attachment=123860] q +R*Hi 在本例中,由铬组成的矩形柱位于熔融石英基底上 !tU'J"Zy 在堆栈编辑器的视图中,不同的材料根据折射率(深色意味着更高)用其他颜色表示。 ;o[rQ6+ 注意:堆栈编辑器总是提供x-z平面的横断面视图。 OUzR@$ 请注意:界面的顺序总是从基板的表面开始计算。 cGNvEM(4AV 选中的界面以红色高亮显示。 ocF>LR%P 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。 Kq&qE>Ju [attachment=123861] bhD ~4Rz 可以在光学设置编辑器中更改此材料。 ;WD,x:>blO (ss3A9tG [attachment=123862] ;1 |x 堆栈周期允许控制整个配置的周期。 O|I+], 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。 Lz@$3(2 该周期也用于FMM算法的周期性边界条件。对于简单的光栅结构,建议从介质周期中选择“相关的”(Dependent)选项,并选择适当的周期介质指数。 HY ;9?KJ' [attachment=123863] 9_ZBV{
3. 柱状光栅介质参数 >7'+ye6z 通过以下参数定义柱状光栅: */w7?QOv [attachment=123864] edijfhn 基材(凹槽的介质) p&^J=_O 柱状材料(脊的材料) l$a?A[M$ 柱的形状(矩形或椭圆形) U]hF
x方向(水平方向)柱距 :"<e0wDu[ y方向(垂直方向)柱距 ~U$":~H[ 行移(允许行位移) nIn2 *r 光栅周期在x和y方向 %<}<'V0 [attachment=123865] :g2
}C 根据柱栅的尺寸和距离自动计算柱栅的周期。 NQX>Qh
2 因此,它不能单独设置,框显示为灰色。 sWHyL(C@ [attachment=123866] 6)}B"Qd *}cSE|S% 4. 高级选项&信息 ?^u^im 在传播菜单中有几个高级选项可用。 OQp, 3M{_ propagation method选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 1u~ MXGF 可以设置每个方向上考虑的总阶数或倏逝波阶数。 &gn-Wb? 这可能是有用的,尤其是如果考虑金属光栅。 =gjDCx$| [attachment=123867] :et#0! 相反,对于电介质光栅,默认设置就足够了。 8#X_# Advanced Settings选项卡提供关于结构分解的信息。 _?`&JF | |