[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。 }7?n\I+n"  
mhh^kwW  
1. 建模任务 ?'>pfU  
u^2)oL  
Qy0Zj$,Z  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 N@}5Fnk-  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 p;#@#>h  
X#v6v)c  
2. 建模任务：正弦光栅 p>Z18  
CMu/n]?c  
x-z方向(截面视图) )W,tL*9[  
|E]`rfr  
^w|D^F=o  
光栅参数： *vFXe_.  
 周期：0.908um 95cIdF 6m  
 高度：1.15um eKpWFP0  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) dWKjVf  
#bIUO2yVo  
3. 建模任务 {"rYlN7,  
eMT}"u8$A  
{HF,F=W  
ZMp5d4y5  
lftT55Tki  
 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。 O@9<7@h+Nl  
76IjM4&a  
 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。 "}|&eBH^<  
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b=87k
  
G~.bi<(v  
4. 光滑结构的分析 i!yu%>:M  
BYuoeN!  
KU;d[Z@g  
+HAd=DU  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 rlRRGJ\l  
 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% g$?kL  
QV%,s!_b  
A#;TY:D2  
aG*Mj;J  
5. 增加一个粗糙表面 e&k=fV  
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s[dq-pc"  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 A?zxF5rfp  
 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。 ?xTdL738  
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+M s`C)f  
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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)。 (~U1X
4  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Y^(Nz
N  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ^630%YO  
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Y I?4e7Z+  
6. 对衍射级次效率的影响 cedH#;V!j  
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u27*-X 5  
粗糙度参数： z~0f[As.  
 最小特征尺寸：20nm X/AA8QV o  
 总的调制高度：200nm oMV^W^<  
 高度轮廓 \X]  
<&m `)FJ  
X"fSM #  
x7!YA>  
Y'9<fSn5&  
 效率 D//uwom  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 iS#m{1m$$  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 6v(;dolBIw  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 JANP_b:t  
Op 0Qpn  
EG oe<.  
k<.VR"I p  
 效率 *
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Z.{r%W{2  
 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。 qJ5gdID1_  
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nv-/%]  
粗糙度参数： rvwfQ'14  
 最小特征尺寸：40nm D Kng.P  
 总调制高度：200nm 5Vu@gRk_  
 高度轮廓 noSBwP|v*  
^hIKDc!.m  
k_A 9gj1  
F qH@iZ  
 效率 $@}\T  
,].S~6IM  
RxrUnM
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0Ik}\lcn  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 &-B&s.,kj  
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P;~P:qKd  
粗糙度参数： >^V3Z{;  
 最小特征尺寸：40nm 3^%sz!jK+  
 全高度调制：400nm I]B[H6  
 高度轮廓 A_}%YHb
 
c:f++||  
|@lVFEl]  
 效率 U.0bbr  
vo3[)BDbT  
WC ZDS>  
VQ]MJjvb  
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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。 /ar/4\b  
qW(_0<E  
7. 总结 [ Cu3D
  
 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)。 |&xjuBC  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 1WbawiG}  
 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。 K-f\nr  
 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。 %\n&iRwDF  
u,Rhm-`  
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QQ：2987619807 ;rJ