| infotek | 2024-12-18 14:34 |
衍射級次偏振態(tài)的研究光柵結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于各種光學(xué)應(yīng)用場景，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)進行配置，這允許任何類型的光柵形貌進行自由的配置。在此用例中，詳細討論了衍射級次的偏振態(tài)的研究。  任務(wù)說明  簡要介紹衍射效率與偏振理論 某個衍射級次（𝑛）的效率表示有多少的輻射功率被衍射到這個特定的級次中。它是由復(fù)數(shù)值瑞利系數(shù)計算出來的，瑞利系數(shù)包含了每個衍射級次（矢量）電磁場的全部信息。瑞利系數(shù)本身是由FMM對光柵的特征值問題進行嚴格分析的結(jié)果。 如果在TE/TM坐標系(CS)中給出瑞利系數(shù)，則可以計算衍射效率：  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。 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：  因此，必須考慮所給出的瑞利系數(shù)的坐標系。默認情況下，光柵坐標系中為  。 光柵結(jié)構(gòu)參數(shù) 研究了一種矩形光柵結(jié)構(gòu)。 為了簡化設(shè)置，選擇光柵配置，只允許零階(R_0)反射傳播。 根據(jù)上述參數(shù)選擇以下光柵參數(shù)： 光柵周期：250 nm 填充因子：0.5 光柵高度：200 nm 材料n_1：熔融石英（來自目錄） 材料n_2：二氧化鈦（來自目錄）  偏振態(tài)分析 現(xiàn)在，用TE偏振光照射光柵，并應(yīng)用圓錐入射角（𝜑）變量。 如前所述，瑞利系數(shù)的平方振幅將提供關(guān)于特定級次的偏振態(tài)的信息。 為了接收瑞利系數(shù)作為檢測器的結(jié)果，需要選擇光柵級次分析器件中的單個級次輸出，并選擇所需的系數(shù)。  模擬光柵的偏振態(tài)  瑞利系數(shù)現(xiàn)在提供了偏振態(tài)的信息： 在圓錐入射角為0（𝜑=0）時，  。這說明衍射光是完全偏振的。 對于𝜑=22°，  。此時，67%的光是TM偏振的。 對于𝜑>50°，系數(shù)接近為常數(shù)，因此偏振態(tài)也是常數(shù)。 Passilly等人更深入的光柵案例。 Passilly等人的工作研究并優(yōu)化了亞波長光柵下衍射光譜的偏振態(tài)，以獲得不同狀態(tài)之間的高度轉(zhuǎn)換。 因此，他們將模擬結(jié)果與制作樣品的測量數(shù)據(jù)進行了比較。  | |