摘要
光栅是光學中最常用的衍射元件之一。如今，它們經常被用于複雜的系統中，并與其他元件一起工作(zuò)。在這種情況下，非常需要将光栅不僅僅是作(zuò)為(wèi)孤立的元件來(lái)模拟，而是與系統的其餘部分結合，以評估整個(gè)系統性能。VirtualLab Fusion提供了一個(gè)獨特的光栅元件，允許在光路中輕松地包含各種不同形狀的光栅，無論是一維周期光栅(層狀)，二維周期光栅，或體(tǐ)(布拉格)光栅。本用例介紹了該元件的功能，包括光栅級次的設置和(hé)堆棧的定位。
系統內(nèi)光栅建模
在一般光路中，光栅元件可(kě)以插入到系統的任何位置。
這使得(de)在一個(gè)複雜的系統中對光栅進行(xíng)建模，并因此評估整個(gè)系統的性能成為(wèi)可(kě)能，同時(shí)考慮光栅的可(kě)能影(yǐng)響。
光栅元件可(kě)以通(tōng)過元件 > 單個(gè)表面&堆棧 > 光栅找到。
附着光栅堆棧
為(wèi)了描述系統內(nèi)的光栅，光栅堆棧總是附着在一個(gè)虛拟參考面上(shàng)(僅平面)。
元件的大(dà)小(xiǎo)僅用于在3D光線追迹視(shì)圖中顯示；仿真中不考慮孔徑效應。
參考面可(kě)以在三維系統視(shì)圖中可(kě)視(shì)化，以幫助排列光栅。
所應用的光栅結構可(kě)以是一維周期(層狀)，也可(kě)以是二維周期(交叉光栅)。
堆棧的方向
堆棧的方向可(kě)以用兩種方式指定：
它既可(kě)以應用在表面的正面，也可(kě)以應用在背面(在固體(tǐ)标簽中定義)。
請(qǐng)注意，如果堆棧位于正面，堆棧将繞Z軸旋轉180°。這會(huì)影(yǐng)響堆棧的內(nèi)部坐(zuò)标系，需要在定義高(gāo)度輪廓時(shí)加以考慮。
基底的處理(lǐ)、菲涅耳損耗和(hé)衍射角
作(zuò)為(wèi)一種慣例，往往忽略基底的影(yǐng)響，例如衍射效率的計(jì)算(suàn)。
然而，任何實際的光栅結構必須建立在基底上(shàng)，因此，我們使用一個(gè)平面元件和(hé)中間(jiān)的自由空(kōng)間(jiān)延伸對其進行(xíng)建模。
平面的建模包括菲涅耳效應(S矩陣求解器(qì))。
高(gāo)級選項和(hé)信息
在求解器(qì)菜單中有(yǒu)幾個(gè)高(gāo)級選項可(kě)用。
求解器(qì)選項卡允許編輯所使用FMM(“傅裏葉模态法”，也被稱為(wèi)RCWA，“嚴格耦合波分析”)算(suàn)法的精度設置。
既可(kě)以設置考慮的總級次數(shù)，也可(kě)以設置倏逝級次數(shù)。
如果考慮金屬光栅，這可(kě)能是有(yǒu)用的。相反，對于介質光栅，默認設置就足夠了。
結構分解
結構分解選項卡提供了關于結構分解的信息。
層分解和(hé)轉換點分解設置可(kě)以用來(lái)調整結構的離散化。默認設置适用于幾乎所有(yǒu)光栅結構。
此外，還(hái)提供了有(yǒu)關層數(shù)和(hé)轉換點數(shù)的信息。
分解預覽按鈕提供了用于FMM計(jì)算(suàn)的結構數(shù)據的描述。折射率用色标表示。
光栅級次通(tōng)道(dào)選擇
可(kě)以定義具體(tǐ)的透射和(hé)反射級次，以供模拟中考慮。在表面被從背面照明(míng)的情況下，也可(kě)以有(yǒu)不同的級次。
并不總是需要考慮所有(yǒu)的衍射級，我們建議隻使用那(nà)些(xiē)感興趣的，以确保更有(yǒu)效的模拟。
光栅級次通(tōng)道(dào)的選擇不影(yǐng)響FMM計(jì)算(suàn)中的內(nèi)部衍射級次(即精度)。
光栅的角度響應
在VirtualLab Fusion中，光栅元件的運算(suàn)符通(tōng)過FMM(又名RCWA)在k域中建模。
對于給定的光栅，其衍射行(xíng)為(wèi)與輸入場(chǎng)有(yǒu)關。
不同波長/偏振态下的衍射效率不同，不同入射角度下的衍射效率也不同。
為(wèi)了解決角度相關的衍射行(xíng)為(wèi)，可(kě)能需要指定k域(角空(kōng)間(jiān))的采樣點。請(qǐng)參閱下面的示例以進一步說明(míng)。
例：諧振波導光栅的角響應
諧振波導光栅的角響應
文件信息
延伸閱讀
- 使用界面配置光栅結構
- 使用特殊介質配置光栅結構
- VirtualLab Fusion技(jì)術(shù)FMM / RCWA [S矩陣]
- Czerny-Turner設置
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