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[技術(shù)]VirtualLab矩形組合光柵建模 [復制鏈接]

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只看樓主倒序閱讀樓主發(fā)表于: 2023-05-25

建模目的：如何將矩形光柵界面和轉(zhuǎn)變點列界面(Transition Point List Inerface)進行組合，以構(gòu)建復雜結(jié)構(gòu)光柵，并進行近場分析和內(nèi)部場分析
工具箱：光柵工具箱
關(guān)鍵詞：矩形光柵界面轉(zhuǎn)變點列界面近場分析內(nèi)部場分析
組合光柵結(jié)構(gòu)參數(shù)：

圖1：光柵參數(shù)示意圖

使用VirtualLab光柵工具箱進行建模

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)

(1)

(2)

(3)

圖2：使用VirtualLab光柵工具箱進行建模步驟1)示意圖

2) 雙擊

，進入光柵編輯窗口(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。

圖3：使用VirtualLab光柵工具箱進行建模步驟2)示意圖

3) 進入堆棧界面，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)變點列界面(Transition Point List Interface)以構(gòu)建矩形組合光柵。

(1)

(2)

(3)

圖4：使用VirtualLab光柵工具箱進行建模步驟3)示意圖

4) 點擊

，進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

圖5：使用VirtualLab光柵工具箱進行建模步驟4)示意圖

5) 點擊

，進入轉(zhuǎn)變點列界面(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)：

(1) 通過點擊添加數(shù)據(jù)(Add Datum)增加轉(zhuǎn)變點(transition points)，并給該點對應的橫向位置(x-Position)和高度(Height)賦值，以形成所需轉(zhuǎn)變點序列。

(2) 按照圖6(2)所示設(shè)置所有轉(zhuǎn)變點，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)。

(3) 進入周期化標簽(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。

(1)

(2)

(3)

圖6：使用VirtualLab光柵工具箱進行建模步驟5)示意圖

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：

圖7：使用VirtualLab光柵工具箱進行建模步驟6)示意圖

7) 設(shè)置光學界面后的介質(zhì)類型(Subsequent Medium)，點擊

，進入材料庫，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)變點列光柵界面（光柵二和光柵三）之后，設(shè)置方法如下圖。

(1)

(2)

圖8：使用VirtualLab光柵工具箱進行建模步驟7)示意圖

8) 在堆棧界面觀察組合光柵的剖面圖以及點擊

觀察其3D視圖

(1)組合光柵剖面圖

(2)組合光柵3D視圖

圖9：使用VirtualLab光柵工具箱進行建模步驟8)示意圖

4) 使用光柵工具箱中的元件內(nèi)部場分析器可以獲得光柵內(nèi)部場的分布。
9) 傳輸子窗口(Propagation)/傳輸方法標簽(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)，光柵工具箱默認的傳輸方法是傅里葉模態(tài)法(FMM)，對于特征尺寸遠大于波長的光柵，可以選擇薄元近似（TEA）。