建模目的:如何将矩形光栅界面和转变点列界面(Transition Point List Inerface)进行组合,以构建复杂结构光栅,并进行近场分析和内部场分析
工具箱:光栅工具箱
关键词:矩形光栅界面 转变点列界面 近场分析 内部场分析
组合光栅结构参数:
图1:光栅参数示意图
使用VirtualLab光栅工具箱进行建模
1) 操作如下图(1)(2):解决方案(Solutions)/光栅工具箱(Grating Toolbox)/二维光栅仿真(2D Grating Simulations)/自定义光栅光路流程图(General Grating Light Path Diagram),生成光栅光路图, 如下图(3)
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(3)
图2:使用VirtualLab光栅工具箱进行建模步骤1)示意图
2) 双击 ,进入光栅编辑窗口(Edit General Grating 2D)/结构与功能子窗口(Structure/Function),确定基板材料和厚度,并选择堆栈界面。
图3:使用VirtualLab光栅工具箱进行建模步骤2)示意图
3) 进入堆栈界面,即堆栈编辑窗口(Edit),通过添加(Add)按钮依次添加平面(Plane Interface),矩形光栅界面(Rectarngular Grating Interface)以及转变点列界面(Transition Point List Interface)以构建矩形组合光栅。
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(2)
(3)
图4:使用VirtualLab光栅工具箱进行建模步骤3)示意图
4) 点击 ,进入矩形光栅编辑窗口(Edit Rectangular Grating Interface),输入光栅一的结构参数,并将其位置横向移动(Lateral Shift)1 µm,如下图所示
图5:使用VirtualLab光栅工具箱进行建模步骤4)示意图
5) 点击 ,进入转变点列界面(Transition Point List Interface)编辑窗口(Edit Transition Point List Interface),输入光栅二和光栅三两种光栅结构参数:
(1) 通过点击添加数据(Add Datum)增加转变点(transition points),并给该点对应的横向位置(x-Position)和高度(Height)赋值,以形成所需转变点序列。
(2) 按照图6(2)所示设置所有转变点,然后将插值方法(Interpolation Method)设置为常量区间(Constant Interval)。将横向区域上限(Upper Limit)设置为2 µm,并设置大小与形状(Size and Shape) 为2 µm x 2µm 长方形(Rectangular)。
(3) 进入周期化标签(Periodization),选择使用周期化设置(Use Periodization),并将周期设置为2 µm x 2µm。可观察到z-方向,即高度方向最小值(Boundary Minimum)为-800 nm。
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(2)
(3)
图6:使用VirtualLab光栅工具箱进行建模步骤5)示意图
6) 将平面与矩形光栅界面距离设置为0,矩形光栅界面(光栅一)与转变点列界面(光栅二和三)之间的距离设置为800 nm,并将堆栈周期(Stack Period)设置为2 µm,如下图所示:
图7:使用VirtualLab光栅工具箱进行建模步骤6)示意图
7) 设置光学界面后的介质类型(Subsequent Medium),点击 ,进入材料库,分别将Cr和TiO2介质分别用于矩形光栅界面(光栅一)和转变点列光栅界面(光栅二和光栅三)之后,设置方法如下图。
(1)
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图8:使用VirtualLab光栅工具箱进行建模步骤7)示意图
8) 在堆栈界面观察组合光栅的剖面图以及点击 观察其3D视图
(1)组合光栅剖面图
(2)组合光栅3D视图
图9:使用VirtualLab光栅工具箱进行建模步骤8)示意图
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