案例514（2.0）
該應(yīng)用案例演示了對亞波長尺寸的抗反射蛾眼結(jié)構(gòu)的嚴(yán)格分析與優(yōu)化。此外，對直徑和高度等結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響進(jìn)行了研究，并說明了反射率對波長及入射角變化的敏感度。
1. 建模任務(wù)
對全部反射光進(jìn)行嚴(yán)格仿真并對結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。
假設(shè)確定的蛾眼結(jié)構(gòu)作為截錐三維光柵。
2. 建模任務(wù)：3維平頂錐
3. 3維光柵結(jié)構(gòu)建模
VirtualLab提供了不同預(yù)定義的光學(xué)界面用來簡化復(fù)雜3維光柵的設(shè)計(jì)。
例如截錐金字塔和錐體可從現(xiàn)有目錄中選擇。
可將周期性再現(xiàn)功能應(yīng)用于任意形狀光學(xué)界面，用來建立微透鏡陣列或混合透鏡。
4. 結(jié)構(gòu)參數(shù)
優(yōu)化過程中保持不變的參數(shù)：
1. 高度因子：1(該參數(shù)可用于翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu))
2. 底部直徑：125nm
3. 周期尺寸：125nm
優(yōu)化過程中變化的參數(shù)：
1. 高度(頂圓直徑=30nm)
2. 頂部直徑(高度為1中優(yōu)化后的高
5. 3維截錐結(jié)構(gòu)的建模
VirtualLab提供了不同選項(xiàng)來設(shè)計(jì)3維截錐結(jié)構(gòu)。
如高度、頂部及底部直徑等重要的參數(shù)可非常方便地進(jìn)行調(diào)整。
通過“周期化”標(biāo)簽，所有指定的面都可被周期化定義。
6. 頂部直徑的優(yōu)化
利用參數(shù)運(yùn)行文檔，找到最佳的頂部直徑(最低的反射率)
當(dāng)截錐頂部直徑小于100nm時(shí)，隨直徑增大，反射率緩慢增大；當(dāng)頂部直徑大于100nm時(shí)，隨直徑增大，反射率迅速增大。
直徑過小可能給生產(chǎn)帶來問題。因此，在后續(xù)的演示中將直徑選擇30nm
7. 錐體高度的優(yōu)化
利用參數(shù)運(yùn)行功能確定最佳的錐體高度(考慮之前優(yōu)化后的頂部直徑30nm)。
在錐體高度為390nm處獲得最小反射率(對于垂直入射)。
8. 角度敏感度分析
在入射角小于60°時(shí)，抗反射結(jié)構(gòu)有效降低反射率(近似于0)
由于采用偏振光(TM)，以55°入射在無抗反射結(jié)構(gòu)的平面上時(shí)，反射率為0(所謂的布儒斯特角)。
9. 波長關(guān)系分析
抗反射結(jié)構(gòu)在寬光譜范圍內(nèi)(可見光范圍)降低了反射率，此處顯示的是垂直入射。
利用在532nm的優(yōu)化策略使反射率最低值出現(xiàn)在532nm處。
10. 總結(jié)
VirtualLab中的光柵工具箱可對亞波長級別的3維光柵結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)格的分析。
這種分析采用全矢量傅里葉模態(tài)法，并在VirtualLab中使用。
利用參數(shù)運(yùn)行，可進(jìn)行光柵參數(shù)的優(yōu)化以及光學(xué)函數(shù)的執(zhí)行。
利用參數(shù)運(yùn)行功能，也可對3維周期結(jié)構(gòu)與入射角度和波長的關(guān)系進(jìn)行分析。
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