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    [分享]Ansys Lumerical | 使用STACK仿真抗反射偏振器件 [復(fù)制鏈接]

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    只看樓主 倒序閱讀 樓主  發(fā)表于: 2023-04-19
    1、說明 eF-."1  
    9w"4K.  
    在本示例中,我們將展示使用 Lumerical STACK 求解器來設(shè)計抗反射圓偏振器,以減少 OLED 顯示器的環(huán)境光反射。 c2 C8g1n  
    O ^duZ*b  
    R=2FNP  
    ,G?WAOy,  
    2、綜述 E,x+JeKV  
    `%9 uE(  
    9W1YW9rL  
    ag;pN*z  
    OLED 顯示器的底部金屬電極可以用于增強光提取效率,然而它也會帶來環(huán)境光反射的不利影響,導(dǎo)致顯示器在室外使用時對比度降低。在本例中,演示了使用圓偏振器來最小化具有特定線偏振的光的反射[1]。圓偏振器的配置和工作原理如下所示: jZkcBIK2  
    b&N'C9/8  
    LxSpctiNx  
    圖 1
    q01wbO3-"  
    為了簡單起見,多層 OLED 結(jié)構(gòu)由金屬反射器表示。入射到線性偏振器上的光在傳播通過半波片之后變成30°線偏振,然后在通過四分之一波片之后變成圓偏振。反射光最終將變得相對于線性偏振器的偏振正交偏振,因此被其阻擋。 l'E*=Rn  
    W/bQd)Jvk  
    反射光可以分解為兩部分,如圖1所示。R1表示空氣/偏振器界面處的反射,R2與圓偏振器相關(guān)。在本例中我們將關(guān)注如何最小化R2,關(guān)于R1的最小化,請參閱原文。 K)|G0n*qS  
    \aUC(K~o\;  
    為了分解R1和R2,一種方法是添加折射率為1.5的人工層,如下圖所示。 z3m85F%dR  
    \\H}`0m:  
    k:#!zK}  
    圖 2
    }I6veagK  
    折射率1.5被選擇為接近線性偏振器的折射率,使得圓形偏振器在有或沒有人工層的情況下的總反射幾乎相同。然后,我們將通過腳本命令將反射率從 STACK Solver(棕色箭頭)轉(zhuǎn)換為R2(藍色箭頭)。 ;) z:fToh  
    ;rGwc$?|  
    偏振器和波片由各向異性材料制成,這意味著它們的折射率在不同方向上可能不同。通過旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的介電常數(shù)張量,在 STACK Solver 中充分考慮了極化/慢軸的旋轉(zhuǎn)。 Y>dzR)~3[  
    nuMD!qu!nZ  
    步驟1:初步測試 Vl=l?A8  
    vm7z,FfN  
    本步驟的主要目的是確保仿真被正確設(shè)置,并驗證圓偏振器在正入射時的抗反射性能。通過腳本可以繪制圓偏振片在正入射時的反射光譜,選擇波片的厚度以使目標波長為0.55μm時的反射最小,圖3中可以得到證實。反射光譜中的小波紋可以歸因于多層膜的法布里-珀羅共振。 B:S>wFE(.  
    jB Z&Ad@e  
    ;LPfXpR  
    圖 3
    b)5uf'?-  
    步驟2:角度掃描 0#s"e}@v  
    aU "8{  
    在該步驟中,通過掃描入射角(θ和φ)來表征圓偏振器的反射特性,在幾何光學(xué)工具(如 Ansys SPEOS)中根據(jù)視角進一步評估顯示器的性能時很有用。腳本將通過旋轉(zhuǎn)介電常數(shù)張量掃描入射角(phi),然后給出作為波長和角度(θ和phi)函數(shù)的反射率。 IT7wT+  
    U!?_W=?  
    iDz++VNV  
    圖 4
    v,{ :Ez(H  
    通過查看 Visualizer 工具可以查看 R_ave 的極坐標圖像,即 Rs 和 Rp 的平均值。我們可以發(fā)現(xiàn),入射角θ越大反射越高,這意味著抗反射膜層在入射角越大時就會失效。 2M#Q.F  
    GxI!{oi2  
    接下來,參考論文[1],我們研究了兩種不同的各向異性薄膜 y@: