[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。 X hX'*{3k  
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1. 建模任务 ea>\.D-S  
4H)"d  
=T}uQ$X  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 QXj(U&#rp  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 Wj=ex3K3u.  
4yv31QG$  
2. 建模任务：正弦光栅 M?zAkHNS$  
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x-z方向(截面视图) ?+=|{{l  
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光栅参数： @2*6+w_Ae  
 周期：0.908um MXV4bgltT  
 高度：1.15um i]?xM2(N  
(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) ]X|G+[Ujv  
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3. 建模任务 C~V$G}mM  
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{U-EBXV  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 BmXGk  
L(8dK  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 F &}V65  
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NUm  
cSk}53  
K.m[S[cy  
4. 光滑结构的分析 <5~>.DuE  
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"LW  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 N@0scfO6<  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% h cXqg  
[Cp{i<C  
&}1)]6q$  
]]3D` F}  
5. 增加一个粗糙表面 q8>Q,F`BA  
EPy/6-5b  
B4aZ3.&W  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 !F)o
X7"  
 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。 <=M
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*Fws]y2t~  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 0aWb s$FyU  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 KL4/"$l]  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 1[^d8!U  
GNOC5 E$I  
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6. 对衍射级次效率的影响 Dy!fwYPA/{  
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)K~nZLULY  
粗糙度参数： 7l3q~dQ  
 最小特征尺寸：20nm /$(D>KU  
 总的调制高度：200nm zn|}YovY+  
 高度轮廓 n4johV.#  
qa6~N3*  
+$5^+C\6A  
HrGX-6`  
M.xEiHz  
 效率 v<1;1m  
p~IvkW>ln)  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ^ a:F*<D  
qv\yQ&pj  
p<4':s;*  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm #SueT"F  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ~_%[j8o&l  
u:ISwAp  
1 <+^$QL  
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aL-Mi(_  
 效率 7~'@m(9e  
DxHeZQ"LL  
 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。 zlE kP @)  
7(H/|2;-d8  
粗糙度参数： t At+5H  
 最小特征尺寸：40nm bxs@_fH  
 总调制高度：200nm yFG&Ir  
 高度轮廓 X*KT=q^?n  
_qV_(TpS+  
#Z :r  
T[~X~dqwn"  
 效率 U*cj'`eqC  
\Z8!iruN  
k:sh:G+=$d  
#7{a~-S  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 N*fN&0r  
@ 55Y2  
M4| L  
粗糙度参数： Yh=Zn[U  
 最小特征尺寸：40nm I,D=ixK  
 全高度调制：400nm _ 0-YsD  
 高度轮廓 3?:}lY<,  
~&kV  
PyYe>a;.  
 效率 i|*:gH  
0!Yi.'+  

A!c.P2  
7DDot_qb  
c}A^0,"z>  
 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。 b> |oU  
9 wc=B(a|  
7. 总结 Hogr#Sn2  
 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)。 ~1p f ?  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 )jg3`I@  
 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。 N}\i!YUD  
 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。 nP.d5%E  
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QQ：2987619807 I/'>Bn+