首页 -> 登录 -> 注册 -> 回复主题 -> 发表主题
光行天下 -> 讯技光电&黉论教育 -> Techwiz LCD:LCOS模拟 [点此返回论坛查看本帖完整版本] [打印本页]

infotek 2024-12-26 07:56

Techwiz LCD:LCOS模拟

摘要 '7UW\KEB[}  
G:HPd.ay  
光栅结构广泛应用于各种光学应用场景,如光谱仪、近眼显示系统、脉冲整形等。快速物理光学软件VirtualLab Fusion通过使用傅里叶模态方法(FMM,也称为RCWA),为任意光栅结构的严格分析提供了通用和方便的工具。为此,复杂的一维或二维周期结构可以使用界面和调制介质进行配置,这允许任何类型的光栅形貌进行自由的配置。在此用例中,详细讨论了衍射级次的偏振态的研究。 4]F:QS% x  
:qbbo~U  
M7|k"iz v  
o+o'!)  
任务说明 y3 vDKZ  
&"(xd@V)]A  
2`XG"[@  
GS %ACk  
简要介绍衍射效率与偏振理论 6^M!p4$hF  
某个衍射级次(𝑛)的效率表示有多少的辐射功率被衍射到这个特定的级次中。它是由复数值瑞利系数计算出来的,瑞利系数包含了每个衍射级次(矢量)电磁场的全部信息。瑞利系数本身是由FMM对光栅的特征值问题进行严格分析的结果。 [J'O5" T  
如果在TE/TM坐标系(CS)中给出瑞利系数,则可以计算衍射效率: dVh*  a  
tCFXb6Cz  
其中,n_in/n_out为覆盖层和衬底层的折射率,ϑ_in/ϑ_out为所分析的阶次的入射角和衍射角。此外,𝐴表示辐射光的振幅。 9%i|_c}  
如果瑞利系数沿𝑥、𝑦和𝑧给出瑞利系数,则必须应用以下方程: #Ont1>T,G  
6tC0F=  
因此,必须考虑所给出的瑞利系数的坐标系。默认情况下,光栅坐标系中为 Lc<v4Bp  
6PF7Wl7.  
光栅结构参数
&R\t<X9 n  
研究了一种矩形光栅结构。 lLq:(zMH  
为了简化设置,选择光栅配置,只允许零阶(R_0)反射传播。 H B}!Lf#*P  
根据上述参数选择以下光栅参数: :`~;~gW<  
光栅周期:250 nm G1t{a:  
填充因子:0.5 umt*;U=  
光栅高度:200 nm 8.S&J6  
材料n_1:熔融石英(来自目录) =i_ s#v[Y  
材料n_2:二氧化钛(来自目录) E>t5/^c)*w  
1'O++j_%y  
]m _<lRye  
To_Y 8 G  
偏振态分析 |~'PEY  
现在,用TE偏振光照射光栅,并应用圆锥入射角(𝜑)变量。 W+v7OSd92  
如前所述,瑞利系数的平方振幅将提供关于特定级次的偏振态的信息。 PyOj{WX>W  
为了接收瑞利系数作为检测器的结果,需要选择光栅级次分析器件中的单个级次输出,并选择所需的系数。 zJhG`iWFw  
q97Z .o  
n-/ {H4\  
+K6j p  
模拟光栅的偏振态 n]?KDID;  
jea{BhdUr  
{tq.c9+!d  
C5q n(tv  
瑞利系数现在提供了偏振态的信息: EDMuQu/D8  
在圆锥入射角为0(𝜑=0)时,。这说明衍射光是完全偏振的。 #GTR}|Aga  
对于𝜑=22°,。此时,67%的光是TM偏振的。 ia'eV10  
对于𝜑>50°,系数接近为常数,因此偏振态也是常数。 ?<YQ %qaW7  
mBQA~@ }  
Passilly等人更深入的光栅案例 Ev adY  
Passilly等人的工作研究并优化了亚波长光栅下衍射光谱的偏振态,以获得不同状态之间的高度转换。 kj$Ks2!W  
因此,他们将模拟结果与制作样品的测量数据进行了比较。 T1\LS*~!  
#le1 ^ <w7  
_"b[U T}m  
q%g!TFMg  
光栅结构参数 G?p !*7N  
在本文中,研究了两种不同的制备光栅结构。 }XJA#@  
由于加工造成的光栅的理想二元形状的一些偏差是可以预料的,而且确实可以观察到:在基板和侧壁上存在不完全平行的欠刻蚀部分。 xSnkv,my<  
由于缺少关于制作结构的细节,我们将其简化为VirtulLab Fusion中的模拟。 b4 Y<  
但是如果有可用数据,就可以详细分析光栅的复杂形状。  `7v"(  
%\i OX|F_  
#qx$ p  
光栅#1——参数 _>b=f  
假设侧壁倾斜为线性。 36 &ghx  
忽略了衬底中的欠刻蚀部分。 V7+fNr]I  
为了实现光栅脊的梯形形状,采用了倾斜光栅介质。 Zb p+b;  
光栅周期:250 nm | z 1  
光栅高度:660 nm 9L2]PU v  
填充因子:0.75(底部) b3'U }0Ug  
侧壁角度:±6° IE^xk@  
n_1:1.46 mE|?0mRA %  
n_2:2.08 2.,4b-^  
A_:CGtv:  
(hB+DPi  
r |H 1Yy  
光栅#1——结果 fJiY~mQ  
这两幅图对比之下匹配度很高,特别是图表的趋势。 zJ"`40V*;  
与参考文献相比,仿真中光栅结构进行了简化,存在一些小的偏差。由于缺乏关于实际的更详细的光栅结构的数据,这种简化是必要的。 |n*nByL/  
Gx&o3^t  
  
uWtj?Q+M|  
&nKb<o  
光栅#2——参数 H ~VeY\:w  
假设光栅为矩形。 ,Y) 7M3I  
忽略了衬底中的欠刻蚀部分。 *n"{]tj^>  
矩形光栅足以表示这种光栅结构。 *VuiEBG  
光栅周期:250 nm vYPZVqF_$  
光栅高度:490 nm {*BZ;Xh\8  
填充因子:0.5 !_yWe  
n_1:1.46 |~+i=y  
n_2:2.08 3qlY=5Y  
lG1\41ZxB  
(aeS+d x  
o)V@|i0Js  
光栅#2——结果 w \U?64  
这两幅图对比之下再次显示出非常好的匹配度,特别是图表的趋势。 ij=_h_nA  
与参考文献相比,仿真中光栅结构进行了简化,存在一些小的偏差。由于缺乏关于实际的更详细的光栅结构的数据,这种简化是必要的。 ;4MC/Q/  
   iImy"$yX{  
6rP?$mn2  
查看本帖完整版本: [-- Techwiz LCD:LCOS模拟 --] [-- top --]

Copyright © 2005-2026 光行天下 蜀ICP备06003254号-1 网站统计