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infotek 2024-04-02 08:22

构造二维周期性光栅结构

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。
[attachment=127572]
• 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 +"T?.,  
• 计算之前修改高级选项和检查定义的结构的方法。 bR49(K$~  
• 提示:在VirtualLab软件中的光栅结构中,表现为二维周期性的被称作 三维光栅。同样的,层状光栅(一维周期性)被称作二维光栅。 iO3@2J  
.BlGV2@^#  
初始化光栅工具箱 +|Xx=1_?BK  
• 初始化 d/- f]   
− 开始菜单栏 (Start) \x)T_]Gcm  
光栅菜单栏(Grating)  _7]* 5Pxo  
通用光栅光路图(三维光栅) General Grating Light Path   Diagram(3D Gratings) qbHb24I  
[attachment=127573]
• 提示:对于特殊类型的光栅,例如柱形光栅, &iL"=\#  
可以在光栅工具箱中直接点击柱形光栅光路 Oh~J yrZy  
图(三维光栅)(Pillar Grating Light 'wLQ9o%=p|  
Path Diagram(3D Gratings)) 4'?kyTO~  
a7nbGqsx  
设置光栅结构 >I8R[@  
D>~z{H%\  
• 首先,需要定义基底(Base Block)的厚度和介质。 zhKb|SV  
• VirtualLab中光栅结构在堆栈(stack) 中定义。 a~7`;Ar  
• 可以在基底的前表面、后表面或者前后表面同时添加堆栈(stack)。
[attachment=127574]
uOs 8|pj,  
• 例如,图中在前表面添加了堆栈(stack)。 sk$MJSE ~  
[attachment=127575]
基于材料定义光栅的类型(例程: 柱形光栅) !tmY_[\  
堆栈编辑器 \NS\>Q+d  
RXb+"/   
}X)mZyM[  
在堆栈编辑器(Stack Editor)中,界面和材料可以从中目录(catalog) 中添加。 QgC  
• 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。 ; @-7'%(C  
[attachment=127576]
yiSv#wD9  
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)。 ^4O1:_|G  
• 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。
[attachment=127577]
[attachment=127578]
柱形光栅介质 QW|,_u5j  
y!."FoQ  
• 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)。 @ bPQhn#(g  
• 这种介质可以仿真柱形结构或者在基底表面打孔的结构。 W'-B)li   
• 此例程中,矩形排布的金属铬圆柱位于熔融石英基底表面。 *rK}Ai  
• 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 dMQtW3stY  
(颜色越深,折射率越高)。 ON~SZa  
• 注意:堆栈编辑器固定显示x-z平面的横截面视图。
[attachment=127579]
ckBcwIXlP&  
vR3'B3y  
• 请注意:界面添加的顺序固定由基底表面开始算起。 !TVlsm  
• 选中的界面会以红色突出显示。 O2us+DhQ  
[attachment=127580]
• 此外,无法在此处定义光栅前面的介质(指 %/CCh;N#  
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。 U{} bx  
• 可以在光学参数设置编辑器(Optical Setup Editor)中更改这处材料。
[attachment=127581]
vkOCyi?c  
~M3`mO+^U  
• 堆栈周期(Stack Period)可以控制整个结构的周期。 s|dcO  
• 对于二维周期性光栅,必须在x和y方向分别定义周期。 A|I7R -  
• 该周期也是FMM算法的周期边界条件。 HO/Ij  
• 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。 tz)aQ6p\X  
[attachment=127582]
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