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    [分享]受粗糙光栅表面影响的光栅级次效率分析 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2020-11-26
    该案例介绍了一个正弦光栅仿真,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。 pm=O.)g4`  
    %>+lr%B  
    1. 建模任务 x^)?V7[t  
    {:"<E?+  
    j~\FDcG*ed  
     一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化 ,sc#l<v  
     对于该仿真,采用傅里叶模态法。 53aJnxX  
    Mx, 5  
    2. 建模任务:正弦光栅 C TG^lms  
    Ww8U{f  
    x-z方向(截面视图) U1/I( w  
    6P >Y2xV:  
    W^^0Rh_  
    光栅参数 =/'>.p3/S  
     周期:0.908um XQ[\K6X5  
     高度:1.15um ^kcuRJ0*$  
    (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) eSObOG/  
    7Z:HwZ  
    3. 建模任务 FLQke"6i0:  
    v `/nX->  
    X:`=\D  
    PtUS7[]  
    |*J;X<Vm  
    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。 V+1c<LwT  
    $~:ZzZO  
     利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 @Yb8CB  
    WLU_t65  
    :,p3&2 I  
    : ^}!"4{  
    4. 光滑结构的分析 @ ^F{  
    {}'Jr1  
    |b='DJz2  
    9(HGe+R4o  
     计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 6@# =z  
     对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% 4IW90"uc  
    R6 ej  
    ts[8;<YD  
    }T}c%p  
    5. 增加一个粗糙表面 {-7ovH?  
    T7ShE-X  
    _+)OL-  
     VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 d=+zOF  
     因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 2<0".5+I  
    `xv Uq\  
    ]S?G]/k}  
    R3_;!/1  
    [m< jM[w{  
    A6_ER&9$>N  
    ?T%"Jgy8  
     该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 (]mBAQ#hw  
     第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 SLkgIb~'X  
     第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 {be|G^.c  
    b?Q$UMAbH  
    ?en-_'}~a  
    *R4=4e2#S  
    6. 对衍射级次效率的影响 c3fi<?0&|  
    G^<m0ew|  
    H 9/m6F  
    粗糙度参数: T[[E)f1[  
     最小特征尺寸:20nm *pS3xit~  
     总的调制高度:200nm "3 2Ua3m:G  
     高度轮廓 >3p8o@:  
    [}Rs  
    ""V\hHdp  
    <Cs9$J  
    Y~( 8<`^  
     效率 gQhYM7NP{5  
    qa: muW  
     粗糙表面对效率仅有微弱的影响 |,.1=|&u  
    GmUm?A@B  
    [UdJ(cGf  
     粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm `tHF}  
     总调制高度:400nm 高度轮廓 !L|VmLqa  
    *6_>/!ywI  
    ZW;Re5?DJ  
    Zn|lL0b{q  
     效率 .Q</0*sp  
    %AT/g&M&1#  
    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。 4rCw#mVtB  
    -DZ5nx  
    粗糙度参数: 7we='L&R  
     最小特征尺寸:40nm w1F)R^tU  
     总调制高度:200nm N-p||u  
     高度轮廓 V+})$m*>  
    WT 5 2  
    gz:US 77  
    A i#~Eu*  
     效率 Kx;la  
    Aba%QQQ  
    @Ko}Td&E(  
    [4])\q^q  
     更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 =jG."o  
    qssK0!-  
    =':SOO7  
    粗糙度参数: |hvclEu,  
     最小特征尺寸:40nm >n&+<06  
     全高度调制:400nm j3?@p5E(  
     高度轮廓 k_OzkEM9!  
    8X\":l:  
    $U^ Ms!'L  
     效率 |t58n{V.O  
    9~r8$,e  
    QcdAg%"yy  
    pe\]}&  
    <{HV|B7  
     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。 y&F&Z3t  
    [GW;RjPE  
    7. 总结 uH} }z!  
     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)。 0bQ"s*K  
     对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 99Nm?$ g  
     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。 S]c&T`jx  
     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。 Fy^8]u*Fu  
    Hq <!&  
    \-Q6z 8  
    QQ:2987619807
    R{Me~L?  
     
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