[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。 1&P<  
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1. 建模任务 7{xh8#m  
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7a  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ^k Cn*&  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ^qC;Nh4F  
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2. 建模任务：正弦光栅 > ]8a3x  
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x-z方向(截面视图) ]>+PnP35G  
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光栅参数： uaOKv.%  
 周期：0.908um o,xxh  
 高度：1.15um m~dC3}e8/?  
(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) 0d3+0EN{  
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3. 建模任务 JKX_q&bUw  
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 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。 /l{&iLz[  
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 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。 b]7GmRekl  
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8kbY+W%n  
rLU/W<F8  
4. 光滑结构的分析 ;3 F"TH  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ^{\<N()R  
 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% 5P .qXA"D  
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5. 增加一个粗糙表面 5'Q|EIL  
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x)UwV  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ||zb6|7I4  
 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。 (n1Bh~R^
 
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1.D-FPK  
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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)。 [I:KpAd/  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 7?v#'Ies  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 A!vCb 8(TX  
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6. 对衍射级次效率的影响 {u[V{XIUh  
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粗糙度参数： efG6v  
 最小特征尺寸：20nm x"4} isp<  
 总的调制高度：200nm S?{/hy  
 高度轮廓 9e U[*S  
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 效率 ?4CNkk=v  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ]0B|V2D#e  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm }<jb vCeK  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 "&Qctk`<P  
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 效率 ( #Z`  
$XBAZ<"hd  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 7{oe ->r  
E^hHH?w+  
粗糙度参数： 6+K_Z\  
 最小特征尺寸：40nm QIB>rQCceo  
 总调制高度：200nm JIO$=+p  
 高度轮廓 ~^)^q8  
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 效率 _U|7'^|  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 3}1ss
U"T  
N"[B=fU}  
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粗糙度参数： =wi*Nd7L  
 最小特征尺寸：40nm |rRG=tG_'  
 全高度调制：400nm T:asm1BC[  
 高度轮廓 \nrP$  
1+y"i<3)  
IO.<q,pP!_  
 效率 3b[jwCt  
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 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。 fvo<(c#Y#  
24\gbv<  
7. 总结 P}3}ek1Ax  
 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)。 YJ7V`Np  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 MN= sIP,zk  
 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。 ekf$dgoR  
 利用VirtualLab光栅工具箱，光栅表面的粗糙度可被加以考虑。因此，由于加工引起的结构差异产生的影响可被估算。 qW^vz  
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QQ：2987619807 \ SCy$,m