摘要
' LE"#2Hu }8K4-[\ 光柵結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于各種
光學(xué)應(yīng)用場(chǎng)景，如
光譜儀、近眼顯示
系統(tǒng)、脈沖整形等。快速物理光學(xué)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(jié)構(gòu)的嚴(yán)格分析提供了通用和方便的工具。為此，復(fù)雜的一維或二維周期結(jié)構(gòu)可以使用界面和調(diào)制介質(zhì)進(jìn)行配置，這允許任何類型的光柵形貌進(jìn)行自由的配置。在此用例中，詳細(xì)討論了衍射級(jí)次的偏振態(tài)的研究。
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&&> tf%[ b1#dz] 任務(wù)說明
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H^%l Dz V$`Gwr]|n 簡(jiǎn)要介紹衍射效率與偏振理論
6IcNZ!j98 某個(gè)衍射級(jí)次（𝑛）的效率表示有多少的輻射功率被衍射到這個(gè)特定的級(jí)次中。它是由復(fù)數(shù)值瑞利系數(shù)計(jì)算出來的，瑞利系數(shù)包含了每個(gè)衍射級(jí)次（矢量）電磁場(chǎng)的全部信息。瑞利系數(shù)本身是由FMM對(duì)光柵的特征值問題進(jìn)行嚴(yán)格分析的結(jié)果。
)cJ#-M2 如果在TE/TM坐標(biāo)系(CS)中給出瑞利系數(shù)，則可以計(jì)算衍射效率：
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hfWFD, 其中，n_in/n_out為覆蓋層和襯底層的折射率，ϑ_in/ϑ_out為所分析的階次的入射角和衍射角。此外，𝐴表示輻射光的振幅。
%ysZ5:X 如果瑞利系數(shù)沿𝑥、𝑦和𝑧給出瑞利系數(shù)，則必須應(yīng)用以下方程：
fV>CZ^=G 
8 IQtz2 因此，必須考慮所給出的瑞利系數(shù)的坐標(biāo)系。默認(rèn)情況下，光柵坐標(biāo)系中為
。
}yn0IWVa 2}6%qgnT- 光柵結(jié)構(gòu)
參數(shù) 2B0W~x2= 研究了一種矩形光柵結(jié)構(gòu)。
DOS0;^f 為了簡(jiǎn)化設(shè)置，選擇光柵配置，只允許零階(R_0)反射傳播。
#6v27:XK 根據(jù)上述參數(shù)選擇以下光柵參數(shù)：
{Azn&|%. t 光柵周期：250 nm
VosZJv= 填充因子：0.5
Ex amD">T 光柵高度：200 nm
1Na@|yY 材料n_1：熔融石英（來自目錄）
z ;tI D~Y 材料n_2：二氧化鈦（來自目錄）
{$D,?V@%_ /*FH:T<V 
/1=4"|q>h' yF}OfK?0f 偏振態(tài)分析
2j JmE&)7, 現(xiàn)在，用TE偏振光照射光柵，并應(yīng)用圓錐入射角（𝜑）變量。
<*ZJaBwWU~ 如前所述，瑞利系數(shù)的平方振幅將提供關(guān)于特定級(jí)次的偏振態(tài)的信息。
`:8J46or 為了接收瑞利系數(shù)作為檢測(cè)器的結(jié)果，需要選擇光柵級(jí)次分析器件中的單個(gè)級(jí)次輸出，并選擇所需的系數(shù)。
Dr&('RZ4 >^Q &nkB"B 
VZr>U*J[: #AkV/1Y 模擬光柵的偏振態(tài)
^ 2GHe<Y jdZ~z#`(!: 
8I20*# P9Yy9_a|x 瑞利系數(shù)現(xiàn)在提供了偏振態(tài)的信息：
E907fX[R~ 在圓錐入射角為0（𝜑=0）時(shí)，
。這說明衍射光是完全偏振的。
r`y ezbG 對(duì)于𝜑=22°，
。此時(shí)，67%的光是TM偏振的。
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對(duì)于𝜑>50°，系數(shù)接近為常數(shù)，因此偏振態(tài)也是常數(shù)。
)~4II.`%^ /n~\\9#3 Passilly等人更深入的光柵案例。
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Dl Passilly等人的工作研究并
優(yōu)化了亞
波長(zhǎng)光柵下衍射光譜的偏振態(tài)，以獲得不同狀態(tài)之間的高度轉(zhuǎn)換。
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m,t 因此，他們將模擬結(jié)果與制作樣品的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。
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d<!3`qe .; y# 光柵結(jié)構(gòu)參數(shù)
Ars687WB 在本文中，研究了兩種不同的制備光柵結(jié)構(gòu)。
6vuq1 由于加工造成的光柵的理想二元形狀的一些偏差是可以預(yù)料的，而且確實(shí)可以觀察到：在基板和側(cè)壁上存在不完全平行的欠刻蝕部分。
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