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[技術]衍射級次偏振態(tài)的研究 [復制鏈接]

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只看樓主倒序閱讀樓主發(fā)表于: 2024-12-18

摘要

光柵結構廣泛應用于各種光學應用場景，如光譜儀、近眼顯示系統(tǒng)、脈沖整形等�？焖傥锢砉鈱W軟件VirtualLab Fusion通過使用傅里葉模態(tài)方法(FMM，也稱為RCWA)，為任意光柵結構的嚴格分析提供了通用和方便的工具。為此，復雜的一維或二維周期結構可以使用界面和調制介質進行配置，這允許任何類型的光柵形貌進行自由的配置。在此用例中，詳細討論了衍射級次的偏振態(tài)的研究。

任務說明

簡要介紹衍射效率與偏振理論
某個衍射級次（𝑛）的效率表示有多少的輻射功率被衍射到這個特定的級次中。它是由復數(shù)值瑞利系數(shù)計算出來的，瑞利系數(shù)包含了每個衍射級次（矢量）電磁場的全部信息。瑞利系數(shù)本身是由FMM對光柵的特征值問題進行嚴格分析的結果。
如果在TE/TM坐標系(CS)中給出瑞利系數(shù)，則可以計算衍射效率：

其中，n_in/n_out為覆蓋層和襯底層的折射率，ϑ_in/ϑ_out為所分析的階次的入射角和衍射角。此外，𝐴表示輻射光的振幅。
如果瑞利系數(shù)沿𝑥、𝑦和𝑧給出瑞利系數(shù)，則必須應用以下方程：

因此，必須考慮所給出的瑞利系數(shù)的坐標系。默認情況下，光柵坐標系中為

。

光柵結構參數(shù)
研究了一種矩形光柵結構。
為了簡化設置，選擇光柵配置，只允許零階(R_0)反射傳播。
根據(jù)上述參數(shù)選擇以下光柵參數(shù)：
光柵周期：250 nm
填充因子：0.5
光柵高度：200 nm
材料n_1：熔融石英（來自目錄）
材料n_2：二氧化鈦（來自目錄）

偏振態(tài)分析
現(xiàn)在，用TE偏振光照射光柵，并應用圓錐入射角（𝜑）變量。
如前所述，瑞利系數(shù)的平方振幅將提供關于特定級次的偏振態(tài)的信息。


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