[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。 6{X>9hD  
*^Y0}?]qT  
1. 建模任务 QZox3LM1&.  
`=DCX%Vw  
 ]:fCyIE  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 *$C[![  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ji -1yX  
# :w2Hf6Q  
2. 建模任务：正弦光栅 =+S3S{\CK  
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x-z方向(截面视图) "\r~,S{:  
1<`7MN  
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光栅参数： iBC>w+t14  
 周期：0.908um X$iJ|=vW  
 高度：1.15um _ng=5  
(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) wP0+Xv,  
"|*Kf#  
3. 建模任务 >1G*ya)  
jY+S,lD  
]GPJ(+5  
 ca*[n~np  
PZRn6Tc  
 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。 qU*&49X  
X\2hKUkT  
 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。
'A!/pUML  
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XuoEAu8]  
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4. 光滑结构的分析 S} Cp&}G{P  
WAXts]=  
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EvQwGt1)P  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ]~S+nlyd<  
 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% yL x .#kx6  
hdJwNmEA>  
bH&)r
n  
q,+kPhHEgy  
5. 增加一个粗糙表面 xTFrrmxOf  
D>b5Uwt  
(2bZ]  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 6y,P4O*q  
 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。 w1@b5-  
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Wo9psv7.  
x36#x  
0O,T=z[+>  
tb?F}MEe  
k;_KKvQ  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 -jtC>_/  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 +i@yZfT  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 }#HTO:r  
3E!<p  
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j H.Ju|nO  
6. 对衍射级次效率的影响 V l~Y  
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粗糙度参数： fHe0
W  
 最小特征尺寸：20nm u@Cf*VPK  
 总的调制高度：200nm ]r6BLZ[%  
 高度轮廓 Ur([L&  
nJ
*mEB  
_
m7U-;G  
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|v$%V#Bo  
 效率 Xm8Z+}i  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 5Hwo)S]r  
S@}B:}2  
?wLdW1&PpX  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm _D>as\dP  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 uojh%@.4  
^s2m\Q(  
t$H':l0  
@Xve qUUU  
 效率 j(%gMVu  
m+Q5vkW  
 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。 NDRW  
$K?T=a;z  
粗糙度参数： X%a;i6pq  
 最小特征尺寸：40nm e|b~[|;*=  
 总调制高度：200nm {}g %"mi#  
 高度轮廓 rmPne8D=c(  
i!Dh&XT  
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\o P(e\  
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 效率 !f\?c7  
5@ bc(H  
kUn2RZ6$#  
*|LbbRu  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 &0+x2e)7g  
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C#Hcv*D  
粗糙度参数： |oe!P}u  
 最小特征尺寸：40nm %XJQ0CE<(  
 全高度调制：400nm |jahpji6  
 高度轮廓 7_Ba3+9jpa  
6_R\l@a  
y@o9~?M  
 效率 W!/vm  
t1e4H=d>  
x
?,~TC4  
zBk_-'z  
tS\=<T  
 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。 Ky[bX  
5Noe/6  
7. 总结 /x  
 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)。 !}>eo2$r^  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 Qm.z@DwFM{  
 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。 cVQatm  
 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。 g!1I21M1~  
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QQ：2987619807 |}_gA