VirtualLab：用于光栅仿真的非偏振光

摘要

 

光栅等光学设备对光的偏振很敏感。因此，在仿真中正确考虑光的偏振非常重要。在实践中，光栅有时使用非偏振光作为输入。我们展示了如何将这种非偏振光建模为两个正交偏振态的平均值，用于 VirtualLab Fusion 中的光栅仿真。提供了示例来说明软件中的相应设置。 

光栅仿真中的非偏振光

• 光栅分析

– 对于使用傅立叶模态方法 (FMM / RCWA) 的单光栅分析，使用平面波入射来计算

例如 衍射效率是所研究光栅的固有特性。

• 非偏振平面波

– 考虑沿 z 方向的平面波，可以认为非偏振光在统计上可以同时具有任何偏振状态。

– 可以将任意偏振态投影到两个正交状态上；统计上，非偏振光沿着形成这个正交基础的两个状态给出了相等的投影。

– 因此，我们可以以非相干的方式使用两个正交状态的平均值来表示非偏振光。 

光栅仿真中的光源设置

• 光源偏振态的手动控制

– 光在 VirtualLab Fusion 中始终以矢量形式表示，用户可以完全控制光源设置中的偏振状态。

– 遵循基本概念，可以根据非偏振光的需要，使用特定的输入偏振态进行光栅模拟。。例如，通过选择 TE 和 TM 偏振作为两个正交基态，我们可以对两种配置独立执行光栅仿真，然后通过功能区菜单功能手动平均结果（如下所述）。 

光栅仿真中的偏振相关分析仪

 

• 光栅偏振分析仪

– 对于光栅衍射效率计算，VirtualLab Fusion 提供了偏振分析仪，用于研究偏振相关效应。

– 与光栅阶次分析器相比，偏振分析器对入射的偏振态有额外的控制。

– 偏振分析仪中的偏振设置独立于光学设置中的光源设置。 

示例 #1：使用非偏振紫外光的 Talbot 图像

在某个位置检测到的场 

在某个位置检测到的场 

非相干求和 

非相干求和

• 两个线性偏振输入光束的结果的非相干求和可以通过功能区菜单功能完成。

• 要执行非相干求和，应将强度数据转换为数值数据数组文档。

非相干求和

正交偏振状态的选择

示例#2：偏振无关透射光栅的分析

优化后的光栅参数

光栅偏振分析仪