建模目的：如何將矩形光柵界面和轉(zhuǎn)變點(diǎn)列界面(Transition Point List Inerface)進(jìn)行組合，以構(gòu)建復(fù)雜結(jié)構(gòu)光柵，并進(jìn)行近場分析和內(nèi)部場分析 y w@kh^L 工具箱：光柵工具箱
-ZVCb@% 關(guān)鍵詞：矩形光柵界面 轉(zhuǎn)變點(diǎn)列界面 近場分析 內(nèi)部場分析 s;!_'1pi@ 組合光柵結(jié)構(gòu)參數(shù)： /}kG$ ~
圖1：光柵參數(shù)示意圖 =tS#t+2S
使用VirtualLab光柵工具箱進(jìn)行建模 T%N m
QKB*N)%6 1) 操作如下圖(1)(2)：解決方案(Solutions)/光柵工具箱(Grating Toolbox)/二維光柵仿真(2D Grating Simulations)/自定義光柵光路流程圖(General Grating Light Path Diagram)，生成光柵光路圖, 如下圖(3) Q\moR^> (1)
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圖2：使用VirtualLab光柵工具箱進(jìn)行建模步驟1)示意圖 UE\Z ] t!
2) 雙擊
，進(jìn)入光柵編輯窗口(Edit General Grating 2D)/結(jié)構(gòu)與功能子窗口(Structure/Function)，確定基板材料和厚度，并選擇堆棧界面。 w\}@+w3b~
d8C44q+ds 圖3：使用VirtualLab光柵工具箱進(jìn)行建模步驟2)示意圖 v?
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3) 進(jìn)入堆棧界面，即堆棧編輯窗口(Edit)，通過添加(Add)按鈕依次添加平面(Plane Interface)，矩形光柵界面(Rectarngular Grating Interface)以及轉(zhuǎn)變點(diǎn)列界面(Transition Point List Interface)以構(gòu)建矩形組合光柵。 qG) M8xk
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(2) \?_M_5Nb
(3)
圖4：使用VirtualLab光柵工具箱進(jìn)行建模步驟3)示意圖 r gw @
4) 點(diǎn)擊
，進(jìn)入矩形光柵編輯窗口(Edit Rectangular Grating Interface)，輸入光柵一的結(jié)構(gòu)參數(shù)，并將其位置橫向移動(Lateral Shift)1 μm，如下圖所示 1Qk]?R/DN
'>:c:Tewy 圖5：使用VirtualLab光柵工具箱進(jìn)行建模步驟4)示意圖 k[Ue}L|
5) 點(diǎn)擊
，進(jìn)入轉(zhuǎn)變點(diǎn)列界面(Transition Point List Interface)編輯窗口(Edit Transition Point List Interface)，輸入光柵二和光柵三兩種光柵結(jié)構(gòu)參數(shù)： pf8M0,AY
Z<IN>:l (1) 通過點(diǎn)擊添加數(shù)據(jù)(Add Datum)增加轉(zhuǎn)變點(diǎn)(transition points)，并給該點(diǎn)對應(yīng)的橫向位置(x-Position)和高度(Height)賦值，以形成所需轉(zhuǎn)變點(diǎn)序列。 ,j!%,!n o
FGey%:p9$ (2) 按照圖6(2)所示設(shè)置所有轉(zhuǎn)變點(diǎn)，然后將插值方法(Interpolation Method)設(shè)置為常量區(qū)間(Constant Interval)。將橫向區(qū)域上限(Upper Limit)設(shè)置為2 μm，并設(shè)置大小與形狀(Size and Shape) 為2 μm x 2μm 長方形(Rectangular)。 |MMaaW^"
W/@- i|v (3) 進(jìn)入周期化標(biāo)簽(Periodization)，選擇使用周期化設(shè)置(Use Periodization)，并將周期設(shè)置為2 μm x 2μm�？捎^察到z-方向，即高度方向最小值(Boundary Minimum)為-800 nm。 7 .y35y H.)Y*zK0. (1)
5 Y4#aq F%ffnEJg 
(2)
(3)
圖6：使用VirtualLab光柵工具箱進(jìn)行建模步驟5)示意圖 =n ff;Xu
6) 將平面與矩形光柵界面距離設(shè)置為0，矩形光柵界面（光柵一）與轉(zhuǎn)變點(diǎn)列界面（光柵二和三）之間的距離設(shè)置為800 nm，并將堆棧周期(Stack Period)設(shè)置為2 μm，如下圖所示： Dbg,|UH
dMw}4c3E 圖7：使用VirtualLab光柵工具箱進(jìn)行建模步驟6)示意圖 MU>6s`6O
7) 設(shè)置光學(xué)界面后的介質(zhì)類型(Subsequent Medium)，點(diǎn)擊
，進(jìn)入材料庫，分別將Cr和TiO2介質(zhì)分別用于矩形光柵界面（光柵一）和轉(zhuǎn)變點(diǎn)列光柵界面（光柵二和光柵三）之后，設(shè)置方法如下圖。 +l27y0>t
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(2)
圖8：使用VirtualLab光柵工具箱進(jìn)行建模步驟7)示意圖
zL!}YR@&u" 8) 在堆棧界面觀察組合光柵的剖面圖以及點(diǎn)擊
觀察其3D視圖 IgyoBfj\d
Ly P Cc| (1)組合光柵剖面圖
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(2)組合光柵3D視圖
圖9：使用VirtualLab光柵工具箱進(jìn)行建模步驟8)示意圖
9) 傳輸子窗口(Propagation)/傳輸方法標(biāo)簽(Propagation Methods)中選擇傅里葉模態(tài)法(Fourier Modal Method)作為元件傳輸方法(Component Propagation)，光柵工具箱默認(rèn)的傳輸方法是傅里葉模態(tài)法(FMM)，對于特征尺寸遠(yuǎn)大于波長的光柵，可以選擇薄元近似（TEA）。 q@&6&cd
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圖10：使用VirtualLab光柵工具箱進(jìn)行建模步驟9)示意圖 nKnQ%R
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10) 高級設(shè)置標(biāo)簽(Advanced Settings)，單擊
，進(jìn)行如圖11(1)-(3)設(shè)置，并觀察折射率分布如圖(4)：可以看出組合光柵的形狀及折射率分布。 q|ZzGEj:OV
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