柱型抗反射结构的严格分析与优化 - 讯技光电科技(上海)有限公司

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柱型抗反射结构的严格分析与优化

时间:2016-05-27 11:39来源:讯技光电作者: 技术部点击:次打印

案例190（3.0）

该应用案例描述了具有亚波长结构尺寸的柱型抗反射光栅的严格分析以及一个两步优化。此外，对圆柱直径与高度的影响进行了分析。

1. 建模任务

2. 建模任务:介质参数

3. 结构参数

优化过程中保持不变的参数：

1. 圆柱的水平间距：250nm

2. 圆柱的垂直间距：125nm

3. 列距：125nm

优化过程中变化的参数：

1. 圆柱高度(圆柱直径= )

2. 圆柱直径(柱高来自1中优化结果)

4. 3维柱型结构的建模

 VirtualLab为设计3 维柱型结构提供任意选项。

 在LightTrans 定义的库中可以选择不同的柱型和基底材料。

如，可选择矩形柱或椭圆柱。

 通过选择足够的柱间距和适当的“列距”，可实现多种横向布局(如矩形或六边形)。

5. 柱高的优化

 利用参数运行文档，找到最佳的柱高(最低的反射率)

 反射率最低值在维持在~110nm的柱高范围内(对于正入社的TM偏振光)。

6. 柱直径的优化

 相似的参数运行可显示最佳的柱直径(考虑到优化柱高)。

 反射率最低值在柱直径~140nm处获得(对于正入社的TM偏振光)。

7. 优化后柱型光栅结构的结果

 柱高：110nm

 柱直径：140nm

8. 角度关系的分析

 当入射角小于50°时，抗反射结构显著的降低反射率(近似于0)。

 由于采用偏振光(TM)，以55°入射在无柱状抗反射结构的平面上时，反射率为0(所谓的布儒斯特角)。

9. 波长灵敏度分析

 抗反射结构在宽光谱范围内(可见光范围)降低了反射率，此处显示的是垂直入射。

 利用在532nm的优化策略使反射率最低值出现在532nm处

10. 总结

 VirtualLab中的光栅工具箱可对亚波长两级的3维光栅结构进行严格的分析。

 这种分析采用了VirtualLab光栅工具箱中的全矢量傅里叶模态法。

 利用参数运行，可进行光栅参数的优化以及光学函数的执行。

 利用参数运行功能，也可对3维周期结构与入射角度和波长的关系进行分析。

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