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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。 emMk*l,  
    :I2spBx  
    1. 建模任务 w y&yK*w  
    Rr0]~2R  
    1l s8h  
     一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化 pHzl/b8  
     对于该仿真,采用傅里叶模态法。 wD92Ava   
     (,R\6  
    2. 建模任务:正弦光栅 ?BR Z){)  
    .1f!w!ltVR  
    x-z方向(截面视图) jGUegeq  
    @ek8t2??x  
    Fu>;hx]s  
    光栅参数 zXW;W$7V4  
     周期:0.908um [ e#[j{  
     高度:1.15um p+;;01Z+_  
    (这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) 5^N y6t  
    * >k6n5%  
    3. 建模任务 Zm vtUma  
    &],O\TAul  
    qGi\*sc>x  
    lXRB"z  
    ' L-h2  
    VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 (_R!:H(]m  
    ? CU;  
     利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 -Dwe,N"{2  
    sWKv> bx  
    z+c'-!e/  
    ~xJ ^YkyH  
    4. 光滑结构的分析 _^D-nk?  
    7#j9"*  
    "iJAM`Hi  
    l%qfaU2  
     计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 DAy|'%rF1-  
     对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% w{riXOjS4  
    >#y1(\e  
    +I@2,T(eG  
    tm.&k6%  
    5. 增加一个粗糙表面 s >k4G  
    g&\;62lV%  
    | Pqs)Mb]  
     VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 r-Oz k$  
     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。 Ky*xAx:  
    93/`e}P"o  
    hVdGxT]6  
    !Pu7%nV.  
    -|P7e  
    c^R "g)gr  
    Pr,C)uch  
     该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 P0rdGf 5T  
     第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 %;#9lkOXWH  
     第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 N6v*X+4JH  
    #fF D|q  
    _zLEHEZ-  
    qv`:o `  
    6. 对衍射级次效率的影响 w$`u_P|@E:  
    #2+hu^Q-  
    5a/3nsup5  
    粗糙度参数: {"0n^!  
     最小特征尺寸:20nm .:/X~{  
     总的调制高度:200nm ZJQkZ_9@2  
     高度轮廓 9lX[rBZ  
    <#~n+,  
    y*8;T v|  
    6wb M$|yFj  
    }dSFv   
     效率 {XW>3 "  
    0.#% KfQ  
     粗糙表面对效率仅有微弱的影响 tfv@ )9  
    (JiEV3GH  
    >P6U0  
     粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm k,y#|bf,Y  
     总调制高度:400nm 高度轮廓 .>'J ^^  
    !)c0  
    R~bLEo  
    (; Zl  
     效率 2Mu(GUe;  
    U27ja|W^  
    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。 _K~?{".  
    'YEiT#+/  
    粗糙度参数: ;e~K<vMm;y  
     最小特征尺寸:40nm %;`3I$  
     总调制高度:200nm 5JZZvc$au  
     高度轮廓 94XRf"^  
    }Z`@Z'  
    _xdttO^N  
    E eCgV{9B  
     效率 U7G|4(  
    Q1 vse  
    m>b i$Y  
     ^9kdd[  
     更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 <zu)=W'R]  
    BimM)4g  
    ||?wRMV  
    粗糙度参数: td+[Na0d  
     最小特征尺寸:40nm *tT5Zt/&Sr  
     全高度调制:400nm Sq 2yQSd  
     高度轮廓 N?Ss/by8Sg  
    7M9s}b%?  
    Xg97[I8/  
     效率 ix}*whW=U  
    FD}>}fLv  
    +z\O"zlj  
    c>Ljv('bj  
    O11.wLNH  
     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。 .{ ]=v  
    t,;b*ZR  
    7. 总结 ;"GI~p2~7  
     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)。 Eb9M;u  
     对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 7h/{F({r=  
     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。 \'N|1!EO|t  
     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。 /t?(IcP5  
    F[OBPPQ3  
    kC[nY  
    QQ:2987619807
    m;I;{+"u  
     
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