嚴格耦合波分析

嚴格耦合波分析(RCWA,Rigorous Coupled Wave Analysis)是一種直接有效的電磁場理論，它在光柵區域嚴格的求解麥克斯韋方程，將麥克斯韋方程的求解問題化為一個求解特徵函式的問題，得到光柵區域由特徵函式耦合起來的電磁場表達式，然後在光柵區域與其它區域交界面上求解邊界條件得到最終衍射效率的值。這種方法一直廣泛的使用在各種形狀光柵的分析設計中。

基本介紹

• 中文名：嚴格耦合波分析
• 外文名：Rigorous Coupled Wave Analysis
• 簡介：是一種直接有效的電磁場理論
• 特點：比較方便用來分析各衍射級效率

嚴格耦合波理論

內容

嚴格耦合波理論是沒有近似的嚴格方法,將介質光柵當作周期調製的平面波導處理，通過Maxwell方程組和邊界條件進行求解波導模式的本徵方程。

適用範圍

嚴格耦合波是基於頻域的，它能夠比較方便用來分析各衍射級效率。

求解過程

第一步

對任意面型的光柵進行等厚或者等寬分層，然後在每一分層內對電磁場做傅立葉級數展開，由麥克斯韋方程組導出入射介質層和基底層電磁場的表達式；

第二步

利用傅立葉級數展開光柵層的介電常數，推導出耦合波微分方程組，將其轉化為本徵模式場的求解問題；

第三步

在不同區域邊界上運用電磁場邊界條件，採用一定的數學手段求解每一分層本徵模式場的振幅係數和傳播常數，進而確定光柵衍射效率或者近場分布情況。