摘要
分析特定衍射級(jí)的衍射效率是光柵結(jié)構(gòu)的典型建模任務(wù)。由于特征尺寸和周期較小，與使用的光波長(zhǎng)相當(dāng)，因此必須通過(guò)嚴(yán)格的方法計(jì)算效率。眾所周知的FMM或RCWA是解決此任務(wù)的一種常用算法，在VirtualLab Fusion中也可用。這種全矢量方法的結(jié)果是復(fù)數(shù)瑞利系數(shù)，它包含每階所需的所有場(chǎng)信息，從中可以獲得相應(yīng)的效率。VirtualLab Fusion中的光柵順序分析器幫助我們生成并以圖像方式顯示復(fù)雜光柵結(jié)構(gòu)（一維/二維周期）的所有信息。
光柵規(guī)格
•為了演示光柵階數(shù)分析器，使用了具有正弦光柵形狀的一維光柵以及多層光柵。
•操作中的層，提供高反射（HR）功能。
•光柵參數(shù)在堆棧中設(shè)定，其通過(guò)光柵組件的編輯對(duì)話(huà)框中完成。
光柵級(jí)次分析器設(shè)置
•定義光柵結(jié)構(gòu)后，可使用所需的光柵級(jí)次分析器計(jì)算瑞利系數(shù)和相關(guān)衍射特性。
•此外，各種輸出選項(xiàng)可用于顯示結(jié)果。
•這是通過(guò)分析器的編輯對(duì)話(huà)框完成的，該對(duì)話(huà)框通過(guò)雙擊光學(xué)設(shè)置視圖中的相應(yīng)元件顯示。
通用設(shè)置
•在“常規(guī)”選項(xiàng)卡中，您可以選擇分析透射或反射。
•此外，您可以指定光柵分析器輸出需要的文件。
−級(jí)次收集：生成一種類(lèi)型的文檔，該文檔提供視場(chǎng)/光強(qiáng)在級(jí)次中的分布方式的可視化表示，并包含以數(shù)字形式顯示的信息。級(jí)次收集是為傳輸和反射單獨(dú)生成的。有關(guān)級(jí)次收集文檔的更多信息，請(qǐng)參見(jiàn)下一張幻燈片。
−單級(jí)次輸出：激活菜單右側(cè)的“單級(jí)次”選項(xiàng)卡。（見(jiàn)下頁(yè)）
−總和傳輸，吸收和反射：相應(yīng)的信息（即，能量在這三種效應(yīng)中如何分布，不進(jìn)一步將結(jié)果細(xì)分為單個(gè)光柵級(jí)次，而是作為總值）將顯示在探測(cè)器結(jié)果選項(xiàng)卡中，或作為參數(shù)運(yùn)行或參數(shù)優(yōu)化的結(jié)果。
−極坐標(biāo)圖（角度）：生成另一個(gè)文檔，該文檔提供不同顯示光柵級(jí)次的可視化，其中顯示的角度對(duì)應(yīng)于級(jí)次的衍射角，半徑表示效率。這種類(lèi)型的可視化僅限于單個(gè)平面。有關(guān)極坐標(biāo)圖文檔的更多信息，請(qǐng)參見(jiàn)下一張幻燈片。
單級(jí)次設(shè)置
•在“常規(guī)”選項(xiàng)卡中選擇“單級(jí)次輸出”選項(xiàng)時(shí)，激活“單級(jí)次”選項(xiàng)。您可以在其中選擇應(yīng)記錄的單級(jí)次信息。
•單級(jí)次輸出控制是否提供有關(guān)單個(gè)級(jí)次（衍射角、效率、瑞利系數(shù)…）的信息（取決于模擬的運(yùn)行方式，在探測(cè)器結(jié)果選項(xiàng)卡中，或作為參數(shù)運(yùn)行或參數(shù)優(yōu)化的結(jié)果）。
•如果您想使用參數(shù)運(yùn)行或VirtualLab Fusion的參數(shù)優(yōu)化來(lái)分析和優(yōu)化特定級(jí)次的光柵，此選項(xiàng)非常有用。
單級(jí)次設(shè)置
探測(cè)器選項(xiàng)卡中的輸出
•如果光柵級(jí)次分析器在光學(xué)設(shè)置中處理，則單階輸出值記錄在探測(cè)器結(jié)果選項(xiàng)卡中。
•這些值在參數(shù)運(yùn)行和參數(shù)優(yōu)化中也可用。
在極坐標(biāo)圖中輸出數(shù)據(jù)
•光柵級(jí)次分析儀的極坐標(biāo)圖輸出繪制了反射級(jí)次和透射級(jí)次的效率與x-z平面中的角度的關(guān)系。
•它還提供了顯示所有級(jí)次的角度和效率的表格。
極坐標(biāo)圖中設(shè)置
光柵級(jí)次輸出
級(jí)次設(shè)置
級(jí)次設(shè)置
•在屬性瀏覽器的View選項(xiàng)卡中，用戶(hù)可以進(jìn)一步配置信息如何顯示。
•從視覺(jué)角度來(lái)看，最重要的是顏色設(shè)置——可以為視圖選擇背景顏色，以及顏色查找表來(lái)表示顯示數(shù)據(jù)的值。
級(jí)次設(shè)置
用戶(hù)設(shè)置特定級(jí)次示例
用戶(hù)設(shè)置特定級(jí)次示例
用戶(hù)設(shè)置特定級(jí)次示例
圓錐衍射的可視化
•在光柵配置對(duì)話(huà)框的位置/方向面板中，可以改變光柵相對(duì)于光源的方向。
•對(duì)于這個(gè)用例，我們使用Theta = 40°和以PHI = 40°為例。
效率與衍射級(jí)次
效率與給定距離的衍射級(jí)次位置
效率與衍射級(jí)次的笛卡爾角度
更多閱讀
- Analysis of Blazed Grating by Fourier Modal Method
- Optimization of Lightguide Coupling Grating for Single Incidence Direction
|
