基于严格耦合波理论的新型耦合光栅分析-天津大学期刊中心.PDFVIP

第 47 卷 第 3 期 天津大学学报 (自然科学与工程技术版) Vol.47 No.3 2014 年 3 月 Journal of Tianjin University (Science and Technology) Mar. 2014 DOI:10.11784/tdxbz201206061 基于严格耦合波理论的新型耦合光栅分析 尤 勐 1, 2 ，黄战华 1, 2 ，蔡怀宇 1, 2 (1. 天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津 300072 ； 2. 天津大学光电信息技术教育部重点实验室，天津 300072) 摘 要 ：针对波导全息平视器中一种新型的耦合光栅结构，基于严格耦合波理论数值分析了其衍射特性，同时对光 栅的工艺容差进行了分析，计算了膜厚、槽深、周期与入射波长对耦合效率的影响．该光栅以波导板中内嵌的闪耀 光栅锯齿面作基底，镀高折射率的膜层后，覆盖锯齿状的金属膜层．计算结果表明：对于波长 532,nm 的 TE 偏振 光，空气中 0°入射的一级衍射效率可大于 90%；当空气中入射光的纵向角在[ －8°，12°]、横向角在[ －15°，15°] 内 变化时，一级衍射效率可大于 82%且保持平稳．该光栅可在波导全息平视器中，对大视场成像光束进行均匀、高效 的耦合． 关键词 ：光栅；衍射效率；严格耦合波理论 中图分类号 O436.1 文献标志码 ：A 文章编号 0493-2137 (2014)03-0262-05 Numerical Analysis of a Novel Coupling Grating Based on RCWA You Meng1, 2 ，Huang Zhanhua1, 2 ，Cai Huaiyu1, 2 (1. School of Precision Instrument and Opto-Electronics Engineering，Tianjin University ，Tianjin 300072 ，China ； 2. Key Laboratory of Opto-Electronics Information Technology of Ministry of Education ，Tianjin University ， Tianjin 300072 ，China) Abstract A novel coupling grating could play an important part in the waveguide holographic helmet mounted dis- play ，but to our knowledge few documents reveal its diffraction features in detail. Based on rigorous coupled wave analysis ，the diffraction features are numerically analyzed. Tolerance analyses are also made of film thickness ， groove depth ，cycles and incident wavelength. The grating base is like the blazing grating etched