zhangyifan 发表于 2023-9-22 09:58:30

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

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