闪耀超颖光栅的建模与设计

[复制链接]
zhangyifan 发表于 2023-9-22 09:58:30 | 显示全部楼层 |阅读模式


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。


33bd71d2b403485ab6c4fb63eba3060b.png.jpg

建模任务


307082c2d08046deae149cebcfcfb410.png.jpg

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)。

f9d0f0a39c18414997ac59aea8a96b8e.png.jpg


传输振幅/相位与柱直径(@633nm)

f2ad8714e91648baa5757f8ac50e2db9.png.jpg


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)。

78bc36bf1b48460b9a146623aca5199c.png.jpg


d09873fdb33f4ce4a111bf200c91d662.png.jpg

选择单元格(TiO2-玻璃界面)


7838f6a4339240f6aaf9bb27cab27710.png.jpg


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。

3ef349b2774149adb2d4ced730262dd5.png.jpg


闪耀光栅构建


c9506de7829e4b93b50018a4a3b6071d.png.jpg

初始设计性能分析


9c91f6bb5aa94cbea5abe72b526c81ee.png.jpg

传输场可视化

07d780806df740f1bac7e37d95af012f.png.jpg



超颖光栅的进一步优化


65eda4e07d7144f18855f6900a8dadaa.png.jpg

优化后设计的性能分析


5d213c63656442ae9d7315a2c4588488.png.jpg

走进VirtualLab Fusion


ad3548213935419d831c277ea0d3a776.png.jpg

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

9338e995c228408390b4e22c408bcb97.png.jpg

VirtualLab Fusion技术


3fe966e49b3648e98bb522070fbd7250.png.jpg

文件信息

1916023e8e3545dabf70331288803545.png.jpg


更多阅览

-Rigorous Analysis of Nanopillar Metasurface Building Block

-Analysis and Design of Highly Efficient Polarization Independent Transmission Gratings

6d1b50b51bb34e488bf8ce8afa674ea6.jpg.jpg

回复

使用道具 举报

全部回复0 显示全部楼层
暂无回复,精彩从你开始!

快速回帖

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册 手机动态码快速登录

本版积分规则

关于楼主

中级会员
  • 主题

    360
  • 回答

    360
  • 积分

    367
联系客服 关注微信 访问手机版 返回顶部 返回列表