光柵結構廣泛用于光譜儀、近眼顯示系統(tǒng)等多種應用。VirtualLab Fusion通過應用傅立葉模態(tài)方法(FMM)以簡易的方式提供對任意光柵結構的嚴格分析。在光柵工具箱中,可以通過使用堆棧內的各種接口或/和介質來配置光柵結構。 用于設置堆棧幾何形狀的用戶界面是人性化的,并且可用于生成更復雜的光柵結構。 本用例中,介紹了基于界面的光柵結構的配置具體操作流程。
•如果是簡單的光柵結構,建議選擇“取決于界面周期”(Dependent from Period of Interface)選項,并選擇適當?shù)闹芷谛越缑嫠饕?/div>
矩形光柵界面參數(shù)
•矩形光柵界面由以下參數(shù)定義
- 狹縫寬度(絕對或相對)
- 光柵周期
- 調制深度
•可以選擇設置橫向移位和旋轉。
高級選項和信息
•在傳播菜單中,有幾個高級選項可用。
•傳播方法選項卡允許編輯FMM算法的精度設置。
•可以設置總級次數(shù)或衰逝波級次數(shù)
(evanescent orders)。
•如果考慮金屬光柵,這項功能非常實用。
•相反,在介質光柵的情況下,默認設置就足夠了。
•高級設置(Advanced Settings)選項卡可提供有關結構分解的信息。
•層分解(Layer Decomposition)和過渡點分解(Transition Point Decomposition)設置可用于調整結構的離散化。 默認設置適用于幾乎所有光柵結構。
•此外,有關數(shù)量的信息提供了層數(shù)和過渡點的信息。
•分解預覽(Decomposition Preview)按鈕提供用于FMM計算的結構數(shù)據(jù)的描述。 折射率由色標表示。
過渡點列表界面
•另一種可用于光柵配置的界面是過渡點列表界面。
•此界面允許根據(jù)周期內不同位置的高度值配置結構。
•同樣,平面界面用于將光柵材料或介質與其中一個基板分離。
過渡點列表參數(shù)
•過渡點列表界面由包含x位置和高度數(shù)據(jù)的列表定義。
•上限(Upper Limit)必須設置為大于所需光柵周期一半的值,但在周期性結構的情況下自動設置。
•必須在周期化(Periodization)選項卡中設置此界面的周期。
•此處,可以定義x方向和y方向的周期。
•在這種情況下,可以忽略內部和外部定義區(qū)域的設置,因為接口的擴展已經(jīng)被周期性邊界條件截斷。
高級選項及信息
•同樣,可以在高級設置選項卡頁面上調整和研究分解結構的數(shù)據(jù)。
正弦光柵界面
•另一種可用于配置光柵的界面是正弦光柵界面。
•此界面允許配置具有平滑形狀的正弦函數(shù)類型的光柵。
•如果使用單個界面來描述光柵結構,則會自動選擇材料:
- 脊的材料:基板的材料
- 凹槽材料:光柵前面的材料
正弦光柵界面參數(shù)
- 正弦光柵界面也由以下參數(shù)定義:
•光柵周期
•調制深度
- 可以選擇設置橫向移位和旋轉。
- 由于這是光柵界面(類似于矩形和鋸齒借口),因此不必選擇周期。
高級選項和信息
•同樣,可以在高級設置選項卡中調整和研究分解結構的數(shù)據(jù)。
高級選項及信息
•如果增加層數(shù)(例如,增加2倍),則離散化變得光滑。
鋸齒光柵界面
•另一種可用于光柵配置的界面是鋸齒光柵界面。
•此界面允許配置閃耀結構的光柵。
•如果使用單個界面來描述光柵結構,則會自動選擇材料:
- 脊的材料:基板的材料
- 凹槽材料:光柵前面的材料
鋸齒光柵界面參數(shù)
•鋸齒光柵界面也由以下參數(shù)定義:
- 光柵周期
- 調制深度
•此外,閃耀的方向可以是通過設定傾斜度進行調整。
•可以選擇設置橫向移位和旋轉。
•由于這是光柵界面(類似矩形和正弦型),因此不必選擇周期。
高級選項和信息
•同樣,可以在高級設置中調整和研究分解結構的數(shù)據(jù)。
探測器位置的注釋
關于探測器位置的注釋
•在VirtualLab中,探測器默認位于基板后面的空氣中。
•如果光柵包含在復雜的光學裝置中,則必須這樣做。
•但是,完美的平面和平行基板可能會產(chǎn)生一些干涉效應,而實際情況并非如此。
•因此,為了計算光柵效率,應將探測器設置在基板材料內(同樣適用于大多數(shù)光柵評估軟件)。
•可以避免這些干涉效應的不良影響。
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