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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。 l|/h4BJ'  
    A{bt Z#k  
    1. 建模任务 Nh^T,nv*l  
    'u@ )F`  
    hJ (Q^Z  
     一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化 N&]v\MjI62  
     对于该仿真,采用傅里叶模态法。 kn^RS1m  
    rh5R kiF~  
    2. 建模任务:正弦光栅 E5~HH($b  
    JN .\{ Y  
    x-z方向(截面视图) 'nz;|6uC  
    0~iC#lHO  
    (CJiCtAsl`  
    光栅参数 X*KQWs.  
     周期:0.908um %g5TU 6WP  
     高度:1.15um v~H1Il_+  
    (这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) O#7ONQfBO  
    j6%X  
    3. 建模任务 [ >O4hifq  
    XZEawJ0  
    W2D^%;mw  
    3l_Ko %qS  
    5Q#;4  
    VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 x%pC.0%  
    OL4I}^*,  
     利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 +dX1`%RR[  
    ZR.1SA0x?O  
    Sf);j0G,D  
    jL(=<R(~y  
    4. 光滑结构的分析 |NJe4lw+?  
    SpPG  
    >@KQ )p' `  
    *Z>Yv37P  
     计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 1+~JGY#   
     对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% bY|%ois4  
    WPygmti}Be  
    M$DJ$G|Z  
    T]Gxf"mK  
    5. 增加一个粗糙表面 XSyCT0f08  
    9uV/G7Geq  
    Tf7$PSupP  
     VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 %Koc^ pb)  
     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。 ,],"tzKtE  
    J~eY,n.6]  
    o,[~7N  
    w$n\`rQ  
    $e& ( ncM  
    ,DK|jf  
    SweaE Rl  
     该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 ?BT\)@ h  
     第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 5!$m3j_,]?  
     第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 /+l3 BeL  
    pJrc\`D  
    _QbLg"O  
    ; Xrx>( n  
    6. 对衍射级次效率的影响 @[u!  
    -}`ES]  
    %;yDiQ!+  
    粗糙度参数: #DApdD9M  
     最小特征尺寸:20nm o90SXa&l/  
     总的调制高度:200nm E{kh)-  
     高度轮廓 0@d)DLM?  
    !`q*{Ojx  
    &,4]XT  
    A`Q'I$fj  
    #gq4%;  
     效率 Q}FDu,  
    Zq=t&$*  
     粗糙表面对效率仅有微弱的影响 LI_>fuv"8  
    MzT#1~  
    ,cPNZ-%  
     粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm "'h?O*V]u{  
     总调制高度:400nm 高度轮廓 4J0{$Xuu 0  
    J;h4)w~9H3  
    z"*X/T  
    XIh2Y\33ys  
     效率 LWHP31{R  
    nkTH#WTfR  
    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。 4b=hFwr[?  
    hO(8v&ns3  
    粗糙度参数: Hy5_iYP5  
     最小特征尺寸:40nm {[G2{ijRz  
     总调制高度:200nm _ vVw2HH  
     高度轮廓 0Ge*\Q  
    p8K4^H  
    @'L/]  
    *#1&IJPI  
     效率 wH=  
    vzK*1R5  
    vl*CU"4  
    !Rk1q&U5  
     更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 -QjdL9\[c7  
    aSd$;t~  
    g \)+ LX  
    粗糙度参数: Yh_H $uW  
     最小特征尺寸:40nm l%\3'N]  
     全高度调制:400nm Cj%SW <v|  
     高度轮廓 GHj1G,L@\  
    o6sL~ *hQ  
    9C}Ie$\  
     效率 \]GO*]CaV  
    \kcJF'JFA0  
    i3t=4[~oL  
    8^M5k%P  
    $'e;ScH  
     对于较粗糙的表面,0级衍射效率大幅降低,而且±1级衍射效率的不对称性增大。 }Uki)3(  
    /Y5I0Ko Uw  
    7. 总结 'EU{%\qM  
     VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 c_c]0Tm  
     对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ;'l Hw]}O*  
     光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 %<$CH],%  
     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。 %41dVnWB^4  
    kB1]_v/  
    "6_#APoP  
    QQ:2987619807
    16/+ O$#y  
     
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