VirtualLab Fusion：光栅及超表面微纳结构的设计与仿真

课程简介：

光栅是现代光学系统中最为常用的一种衍射光学元件。随着制作工艺的不断提升，光栅的尺寸也越做越小。相应的，光栅分析必须使用基于矢量电磁场原理的方法。本课程使用多元化光学仿真平台VirtualLab Fusion，介绍如何使用傅里叶模态法对光栅进行严格精确的仿真。课程涵盖的光栅示例既有表面型光栅，也有全息型体光栅，例如倾斜光栅、闪耀光栅、用于光学超透镜的Nanopillar结构等。此外还会介绍超表面的设计和参数优化和大角度超光栅仿真。

 

课程大纲：

第一天

1. 光栅结构建模

 在VirtualLab Fusion中搭建光学系统

 光栅的建模

2.  光栅仿真算法比较

 薄元近似法（Thin Element Approximation）

 傅里叶模态法（Fourier Modal Method）

3. 光栅严格分析实例

 闪耀光栅

 光栅与偏振

 非傍轴衍射分束器分析

4.  光栅设计与优化

 倾斜光栅结构参数优化

 公差分析

 高衍射效率偏振无关光栅的优化设计

 利用VirtualLab Optimization Package实现光栅的优化及后处理

Q&A

 

第二天

1. 二维光栅结构建模

 体全息光栅（点光源和平行光之间干涉曝光）

 利用全息光栅抑制高阶衍射级次

2. 二维光栅设计优化

 抗反射蛾眼结构设计

 公差分析

 纳米柱的严格分析

 共振光子晶格仿真

3. 超表面微纳结构

 超表面分光光栅设计

 设计和分析超透镜

 亚波长周期结构的波片实现偏振控制

4. 包含光栅的光学系统仿真

 光栅衍射测量

 结构光照明的显微镜系统

 微结构晶圆检测系统

 泰伯效应

Q&A