[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。 ^EX"fRwNi  
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4_  
1. 建模任务 |6JKB'  
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eyDV911  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 5lG\Z?  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 0]|`*f&p;  
YQG<Q  
2. 建模任务：正弦光栅 n9+33^ PT  
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x-z方向(截面视图) FpRYffT 9u  
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光栅参数： &<BBPn@\  
 周期：0.908um \dtiv&x  
 高度：1.15um Snf_{A<  
(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) 8~C_ng-wn  
H~+A6g]T  
3. 建模任务 e c&Y2  
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>9&31wA_  
DO*U7V02  
lA5Dag'  
 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。 wsWFD xR  
qgrJi +WZ  
 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。 p"ytt|H  
A9MM^jV8  

QM0B6F  
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v+  
4. 光滑结构的分析 UucI>E3?P{  
^?VQ$o2  
JI5o~;}m  
$y8-JR~  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 FOXSs8"c]!  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% XDemdMy$  
k8w\d+!v  
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y@3p5o9lv-  
5. 增加一个粗糙表面 =8\.fp  
X2|~(*  
l^lb ^"o  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 HT;^
u"a~  
 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。 ~lw9sm*2v2  
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Jl/wP  
Al-`}g+^  
Y %"Ji[  
L^sjV/\oW  
$H)^o!  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 _%nz-I  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。  %!<Y  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 yajdRU  
`L'g<VK;  

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6. 对衍射级次效率的影响 )'djqpM.  
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粗糙度参数： nuce(R  
 最小特征尺寸：20nm !"L.gu-'  
 总的调制高度：200nm YWFE*wQ!  
 高度轮廓 yKc-:IBb{u  
'UX.Q7W  
OEW'bT)  
AFrJzh:V[  
r]3-}:vU  
 效率 ^D+J k8  
K zWo}tT  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 y)G-6sZ/  
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U+Y(:  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm KF.{
r  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 Xh9QfT,  
c[h~=0UtJ  
n|i:4D  
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 效率 U$OZkHA[  
(>al-vZ6A  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 UqP{Cyy{  
=oBpS=<7  
粗糙度参数： 76nH)^%l<  
 最小特征尺寸：40nm *1)>He$qL  
 总调制高度：200nm vF72#BNs  
 高度轮廓 SMN.AJ J  
I|@+O#  
$V~@w.
-Z#  
EQ1**[$  
 效率 >e;-$$e  
Tgdy;?  

w~66G  
@62T:Vl  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 G3.a
w  
x?h/e;  
')m!48  
粗糙度参数： <Ky-3:pxeM  
 最小特征尺寸：40nm zggnDkC5  
 全高度调制：400nm t-\+t<;
 
 高度轮廓 4V+bE$Wu  
`Q@7,z=f  
cAWn*%  
 效率 |2
(q9j  
fLDrit4_Q  
oTw!#Re)  
v] m/$X2  
]M?i:A$B  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 RN$vKJk  
TGCB=e  
7. 总结 <kn2
 
 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)。 \v2!5z8|  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 q}{E![ZTu  
 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。 U&^q#['  
 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。 kCB
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QQ：2987619807 T ,lM(2S[