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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。 x\YVB',h  
    ulfs Z:  
    1. 建模任务 sY?sQ'E2]  
    4|DN^F~iut  
    ."`||@|  
     一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化 fr&p0)85>B  
     对于该仿真,采用傅里叶模态法。 h7AO5"6  
    A:5P  
    2. 建模任务:正弦光栅 3V<c4'O\W  
    h;~NA}>  
    x-z方向(截面视图) D[{"]=-  
    $_gv(&ZT  
    7?\r9bD  
    光栅参数 <}F(G-kV6  
     周期:0.908um gl!ht@;>ak  
     高度:1.15um 3;R`_#t+  
    (这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341)  &%T*sR  
    Uh'W d_?  
    3. 建模任务 /f hS#+V*  
    W >|'4y)  
    UU ' 9  
    7mL1$i6=  
    $SfY<j,R  
    VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 U@:l~ xJ  
    ?F~0\T,7  
     利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 -?Cu-'  
    R S] N%`]  
    kRH D{6mol  
    U\>k>|Jr{  
    4. 光滑结构的分析 2FGCf} ,  
    Bo ??1y  
    ACF_;4%&  
    pE$*[IvQ'  
     计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 %h v-3L#V  
     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% EW/NH&{  
    ML%JT x0+Z  
    |RDE/  
    mFE7#OM  
    5. 增加一个粗糙表面 ,QLy }=N  
    ozA%u,\7k  
    !k#N] 9D3  
     VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 5xa!L@)`wF  
     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 2lX^z  
    m*v@L4t( 1  
    ?S.LGc  
    Kc+9n%sp  
    Ef=4yH?\j  
    @"m+9ZY  
    <lWBhrz  
     该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 '@"A{mrE  
     第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 fmFs  
     第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 h9 rrkV9  
    M* dou_Q  
    9W j9=  
    Sf t,$  
    6. 对衍射级次效率的影响 :kXxxS  
    q'jInwY|x  
    q2M%AvR  
    粗糙度参数: \]Rmq_O  
     最小特征尺寸:20nm B*fBb.Z  
     总的调制高度:200nm kZ!&3G9>-  
     高度轮廓 E%$[*jZ  
    <O{G&  
    cN)noGkp  
    ,;yaYF 6|/  
    %gTY7LIe1z  
     效率 RMAbu*D0  
    y <P1VES  
     粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Ua+Us"M3}  
    v&`n}lS  
    ,MD >Jx|  
     粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm T=fVD8  
     总调制高度:400nm 高度轮廓 CDDEWVd  
    ]jV1/vJ-!  
    (KR.dxzjf  
    Z FIgKWZ'  
     效率 D \boF+^  
    !1P<A1K  
    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。 pFEU^]V3*  
    EtDzmpJR>  
    粗糙度参数: W}k)5<C4v  
     最小特征尺寸:40nm [8[`V)b  
     总调制高度:200nm &y~GTEP  
     高度轮廓 &tw{d DD6  
    ['I5(M@  
    7gt%[r M  
    &I/C^/F&  
     效率 N ^H H&~V  
    YTfMYH=}  
    j7C&&G q  
    smX&B,&@  
     更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 |l,0bkY@&  
    T2 V(P>E  
    1(4IcIR5T;  
    粗糙度参数: ^2mCF  
     最小特征尺寸:40nm cA`X(Am6]g  
     全高度调制:400nm gR k+KGKn<  
     高度轮廓 1VG7[#Zy  
    o [nr)  
    z4(Q.0x7  
     效率 `R:HMO[ow  
    1@Rl^ey  
    w5mSoK b  
    k7bfgb {  
    BEii:05  
     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。 yzJTNLff  
    L%4Do*V&  
    7. 总结 AkBEE  
     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)。 y;tX`5(fe  
     对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 >\ PNKpn{  
     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。 g=kuM  
     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。 .T7S1C $HP  
    MT.D#jv&  
    /Y*6mQ:  
    QQ:2987619807
    Ga $EM  
     
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