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摘要 c;kU|_
A U\=n,K7 光柵結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于各種光學(xué)應(yīng)用場(chǎng)景，如光譜儀、近眼顯示系統(tǒng)、脈沖整形等�？焖傥锢砉鈱W(xué)軟件VirtualLab Fusion通過使用傅里葉模態(tài)方法(FMM，也稱為RCWA)，為任意光柵結(jié)構(gòu)的嚴(yán)格分析提供了通用和方便的工具。為此，復(fù)雜的一維或二維周期結(jié)構(gòu)可以使用界面和調(diào)制介質(zhì)進(jìn)行配置，這允許任何類型的光柵形貌進(jìn)行自由的配置。在此用例中，詳細(xì)討論了衍射級(jí)次的偏振態(tài)的研究。 `2 <:$] 1 w=.vj<d8
 vR\E;V {\(G^B*\ 任務(wù)說明 57 q= Q|)>9m!tt  $YX{gk> bJ_rU35s> 簡(jiǎn)要介紹衍射效率與偏振理論 NwF"Zh5eMW 某個(gè)衍射級(jí)次（𝑛）的效率表示有多少的輻射功率被衍射到這個(gè)特定的級(jí)次中。它是由復(fù)數(shù)值瑞利系數(shù)計(jì)算出來的，瑞利系數(shù)包含了每個(gè)衍射級(jí)次（矢量）電磁場(chǎng)的全部信息。瑞利系數(shù)本身是由FMM對(duì)光柵的特征值問題進(jìn)行嚴(yán)格分析的結(jié)果。 \( s `=(t 如果在TE/TM坐標(biāo)系(CS)中給出瑞利系數(shù)，則可以計(jì)算衍射效率： v8-My1toV  |<c9ZS+ 其中，n_in/n_out為覆蓋層和襯底層的折射率，ϑ_in/ϑ_out為所分析的階次的入射角和衍射角。此外，𝐴表示輻射光的振幅。 w<H Xe 如果瑞利系數(shù)沿𝑥、𝑦和𝑧給出瑞利系數(shù)，則必須應(yīng)用以下方程： 1)=
H2n4)  |1%% c
% 因此，必須考慮所給出的瑞利系數(shù)的坐標(biāo)系。默認(rèn)情況下，光柵坐標(biāo)系中為 。 Ixn|BCi60A +S{m!j%B
光柵結(jié)構(gòu)參數(shù) @_C]5D^J^~ 研究了一種矩形光柵結(jié)構(gòu)。 Z+ k) N 為了簡(jiǎn)化設(shè)置，選擇光柵配置，只允許零階(R_0)反射傳播。 FXr^ 4B} 根據(jù)上述參數(shù)選擇以下光柵參數(shù)： lW c[Q1 光柵周期：250 nm <Z-Pc?F&(k 填充因子：0.5 oSrA4g 光柵高度：200 nm J6CSu7Voa 材料n_1：熔融石英（來自目錄） q( qm3OxYo 材料n_2：二氧化鈦（來自目錄） g}hUCx( \r
IOnZ.WK  |> (Vo@ ^Z)7Z%
O 偏振態(tài)分析 +~V_^-JG& 現(xiàn)在，用TE偏振光照射光柵，并應(yīng)用圓錐入射角（𝜑）變量。 >IS4 如前所述，瑞利系數(shù)的平方振幅將提供關(guān)于特定級(jí)次的偏振態(tài)的信息。 -dovk?'Gj
為了接收瑞利系數(shù)作為檢測(cè)器的結(jié)果，需要選擇光柵級(jí)次分析器件中的單個(gè)級(jí)次輸出，并選擇所需的系數(shù)。 LhAN ( [ a>vxox) %  sN1H{W 2@M pWj4 模擬光柵的偏振態(tài) Tp-W/YC
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 "=Z=SJ1 D <9&GOaJ 瑞利系數(shù)現(xiàn)在提供了偏振態(tài)的信息： 6H0kY/quL| 在圓錐入射角為0（𝜑=0）時(shí)， 。這說明衍射光是完全偏振的。 :W WHE ZK 對(duì)于𝜑=22°， 。此時(shí)，67%的光是TM偏振的。 5{yg 對(duì)于𝜑>50°，系數(shù)接近為常數(shù)，因此偏振態(tài)也是常數(shù)。 K-]) RIM p8 S~`fjV Passilly等人更深入的光柵案例。 x9F *
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