闪耀超颖光栅的建模与设计

摘要

超颖光栅(metagratings)通常由纳米柱组成。因其具有不同的应用而越来越受到人们的关注。它们以在非近轴情况下的高衍射效率和对偏振不敏感而闻名。在这个例子中，我们仿照P.Lalanne等人的工作，利用方形纳米柱构造了闪耀超颖光栅，并演示了在VirtualLab Fusion中对超颖光栅的优化。

特别地，我们在仿真中评估了偏振相关效率。

 

建模任务

 

如何设计具有优化的第一级次衍射效率的超颖光栅

-选择合适的单元格(unit cells)/构件，以及

-在一个光栅周期内排列并优化它们的位置？

光栅参数和设计方法遵循P. Lalanne, et al., Opt. Lett. 23, 1081-1083 (1998)

 

单元格分析（折射率一致）

 

首先，我们设定周期性复制相同的方柱，并改变柱直径（D）。

传输振幅/相位与柱直径（@633nm）

 

单元格分析（折射率一致）

 

首先，我们设定周期性复制相同的方柱，并改变柱直径（D）。

选择单元格（TiO2-玻璃界面）

 

 

柱直径的选择

 

实际上，基板是以不同的材料作为柱。这里，我们考虑玻璃基板。

 

闪耀光栅构建

 

初始设计性能分析

 

传输场可视化

 

超颖光栅的进一步优化

 

优化后设计的性能分析

 

 

走进VirtualLab Fusion

 

VirtualLab Fusion工作流程

•分析超表面(metasurface)单元格

−纳米柱超表面构件的严格分析[用例]

•构建超颖光栅

•分析光栅衍射效率

−光栅级次分析仪[用例]

•光栅结构的参数优化

 

VirtualLab Fusion技术

  

 

文件信息

 

更多阅览

-Rigorous Analysis of Nanopillar Metasurface Building Block

-Analysis and Design of Highly Efficient Polarization Independent Transmission Gratings