comsol对反射式光栅仿真

帅三石

有没有人用comsol对反射式光栅计算反射效率，如图1是我在zemax中的棱镜光栅设计，在zemax中用的是-1级图2；但是我用comsol仿真出来是0级的反射率最大，入射角从0°扫描到90°，如图3；下图4是TE波的反射图示意，还有一个问题是zemax中的入射光和衍射光均位于法线同侧，COMSOL 如何仿真同侧的，上图用comsol做的位于异侧。comsol模型太大，模型放到网盘了。链接：https://pan.baidu.com/s/1JxdL8oNRbRX_xzesMUwtOQ 提取码：htz0

muse

COMSOL有仿真光栅的官方示例，一个是diffraction grating，另一个是plasmonic wire grating，看看这俩基本就没有问题了。
仿真光栅的话，好像不能只用几何光学模块。看你COMSOL仿真出来的结果，应该是不太对，光栅效率再高也不太能到1吧。
反射光栅这东西对偏振敏感，所以效率不对的话可以把TE波和TM波都仿一遍，求个平均或者进行一些别的处理。

帅三石

muse 发表于 2022-2-14 19:23
COMSOL有仿真光栅的官方示例，一个是diffraction grating，另一个是plasmonic wire grating，看看这俩基本 ...

谢谢，我用的是波动光学模块分别对TE波和TM波进行仿真的，第一次做的时候光栅的金属层的厚度是任意设置的，还有边界条件加的不太对，问题已经解决了

白米羔羊

如图1所示，COMSOL仿真光栅，需要提前设置衍射级次。如下图所示，是COMSOL仿真光栅的衍射效率需要在边界条件中提前设置端口，并且添加衍射级次（右击端口），想要仿真几个衍射级次就要添加几个衍射级。端口是一种边界条件。因此，想要同时考察透射和反射的话，至少需要两个端口。但是同一个端口可以设置多个衍射级次。

帅三石

白米羔羊 发表于 2022-2-15 15:04
如图1所示，COMSOL仿真光栅，需要提前设置衍射级次。如下图所示，是COMSOL仿真光栅的衍射效率需要在边界条 ...

您好，我看您这边采用的是正弦光栅模型，我这边用的是矩形光栅模型，那什么时候考虑用矩形光栅，什么时候考虑用正弦光栅；还有我这边材料是这么给的如图，那您这边材料是如何给的？

白米羔羊

帅三石 发表于 2022-2-16 08:51
您好，我看您这边采用的是正弦光栅模型，我这边用的是矩形光栅模型，那什么时候考虑用矩形光栅，什么时候 ...

具体的槽型是看加工工艺了。复制的光栅都按正弦型的槽型，因为矩形无法复制。深透射光栅采用矩形的，因为正弦型的深度要更深。对于只有-1级自准直的光栅，通常都是正弦型的。至于仿真，按照傅里叶展开的思想，如果只有一个衍射级次，正弦型和矩形在理论上的衍射效率是一样的只是深度和填充因子（占空比）之间互相补偿。对于麦克斯韦方程组来说，材料只有两个参数，即折射率与消光系数，但是要注意不同波长的色散。折射率可以上网址上找：https://refractiveindex.info/?shelf=main&book=Ag&page=Johnson 。

帅三石

白米羔羊 发表于 2022-2-22 09:58
具体的槽型是看加工工艺了。复制的光栅都按正弦型的槽型，因为矩形无法复制。深透射光栅采用矩形的，因为 ...

谢谢您的解答，由于我对光栅的制作工艺不太懂，我这边想请教您一下，您在仿真时材料分布上层是AIR下层包括正弦哪块是金吗

白米羔羊

帅三石 发表于 2022-2-22 16:21
谢谢您的解答，由于我对光栅的制作工艺不太懂，我这边想请教您一下，您在仿真时材料分布上层是AIR下层包 ...

是的，下层要足够厚才行，通常取1个波长左右。

帅三石

白米羔羊 发表于 2022-2-23 12:57
是的，下层要足够厚才行，通常取1个波长左右。

好的，谢谢，我再按您的方法仿真一下

紫藤星空

白米羔羊 发表于 2022-2-15 15:04
如图1所示，COMSOL仿真光栅，需要提前设置衍射级次。如下图所示，是COMSOL仿真光栅的衍射效率需要在边界条 ...

您好，我也在模拟类似的模型，请问只模拟三个周期的光栅，怎么添加边界条件呢？实际光栅只有三个周期，模拟时候两端如何控制呢？