[分享]受粗糙光栅表面影响的光栅级次效率分析 [复制链接]

该案例介绍了一个正弦光栅的仿真，该光栅表面具有随机变化的粗糙度结构。此外，分析了对衍射级次的影响，特别是衍射效率。 +}R#mco5K  
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1. 建模任务 vb6kr?-i*  
Y'C1L4d  
>#VNA^+t  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 6=:s3I^  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 7-gT:  
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2. 建模任务：正弦光栅 rCUGaf~  
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x-z方向(截面视图) niqknqW<t  
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光栅参数： -X
x4:S  
 周期：0.908um 0X3yfrim  
 高度：1.15um dXfLN<nD>U  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) T+e*'<!O  
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3. 建模任务 z]7/Gc,j  
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Y_K W9T_  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 Ec2;?pvd%J  
DD2K>1A1  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 pH3<QN
q5  
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T*nP-b  
K)U[xS;<  
4. 光滑结构的分析 \<ysJgqUG  
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PD&gC88
  
sn"z'=ch  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 7Ja*T@ !h  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% W.NZ%~|+e/  
<v'&Pk<  
1 +[sM  
=3 Vug2*wd  
5. 增加一个粗糙表面 AgZ?
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LD(  
e[16 7uU  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 -]+pwZ4g  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 z$WLx  
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U(#JC(E-#  
5C&*PJ~WA  
^H&U_  
0Ni{UV? k  

7[w<v(Rc  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 n}j6gN!O  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 "?.#z]']  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 2 rr=FJ  
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a eeo
r  
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6. 对衍射级次效率的影响 x-e6[_F  
Q2D!Agq=D  
HC/z3b;  
粗糙度参数： |/vJ+aKq  
 最小特征尺寸：20nm E^zfI9R  
 总的调制高度：200nm c(e>Rmh  
 高度轮廓 I{jvUYrKH  
50j8+xJPV  
"X8jpg  
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s<)lC;#e  
 效率 q+y\pdhdO  
9&5<ZC-D  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 f+Sb>$  
}&t>j[  
UhpJGO  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ?UZt30|1  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 4uo`XJuQ  
u}gavG l  
M{Z ;7n'  
_BmObXOp.  
 效率 lU%}_!tp3/  
=I'3C']Z W  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 S k~"-HL|  
`om+p?j  
粗糙度参数： C=/B\G/.9  
 最小特征尺寸：40nm XS[L-NHG  
 总调制高度：200nm . \"k49M`  
 高度轮廓 Zn'tNt/  
sfj+-se(K.  
iU;e!\A  
+t+<?M B  
 效率 0(D^NtB7  
>w@+cUto  
.mt%8GM  
2t-w0~O  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。  OegeZV  
!qj[$x-ns  
B6Vlc{c5SO  
粗糙度参数： M 9t7y  
 最小特征尺寸：40nm Jpj=d@Of70  
 全高度调制：400nm [d6!  
 高度轮廓 #Ub_m@@4  
t>I.1AS  
~,b^f{7`!  
 效率 .p&@;fZ  
~ELMLwn.  
'J|)4OG:  
%w*)7@,+-  
hMDd*<%l  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 <EpL<K%  
bf"'xn9  
7. 总结 )U?_&LY)[M  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 a/sjW  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 G^~[|a4`  
 光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 :$MOdLr  
 利用VirtualLab光栅工具箱，光栅表面的粗糙度可被加以考虑。因此，由于加工引起的结构差异产生的影响可被估算。 &12KpEyf  

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QQ：2987619807 [1VA`:?W