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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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    在线infotek
     
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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。 ]$Z:^" JS3  
    4\&Y;upy+  
    1. 建模任务 8]&:'  
    iOURS  
    I_v}}h{  
     一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化 UTyV6~  
     对于该仿真,采用傅里叶模态法。 n_km]~  
    i^%$ydg  
    2. 建模任务:正弦光栅 r)'vn[A  
    `T[@-   
    x-z方向(截面视图) u3+B/ 5x  
    Pn">fWRCx  
    e9h@G#  
    光栅参数 &}k7iaO  
     周期:0.908um '1ySBl1>  
     高度:1.15um F =e9o*z  
    (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[ird`/  
    #mu L-V  
    3. 建模任务 ,<tJ` ,0X  
    U*$P"sS`  
    $C\ETQ@  
    i)z|= |?  
    B{j><u xl  
    VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 TSP%5v;Dh  
    xeU|5-d'  
     利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 <@-O 06  
    hHE~/U  
    B]"`}jn  
    R}Lk$#S#  
    4. 光滑结构的分析 ( *+'k1Ea  
    ^b+>r  
    nL:&G'd  
    H/O.h@E4X  
     计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 +;q\7*  
     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% eTx9fx w  
    +Ua|0>?  
    %)JEYH7Z  
    Wgls+<l8  
    5. 增加一个粗糙表面 ;9T}h2^`B  
     lln"c  
    Sf,z  
     VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 tbRW6  
     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。 { ] R'U/  
    VyxYv-$Y  
    ~ 1h#  
    [b3!H{b#  
    :]-oo*xP  
    K.)!qkW-%S  
    crM5&L9zF  
     该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 Q*smH-Sw  
     第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 2^WJ1: A  
     第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 k5S;G"i J  
    8 c8`"i  
    YO7U}6wBt  
    tUv>1) [  
    6. 对衍射级次效率的影响 K|7"YNohfG  
    4qOzjEQ  
    >j5\J_( ;D  
    粗糙度参数: R{#< NE  
     最小特征尺寸:20nm 7s|'NTp  
     总的调制高度:200nm )5Khl"6!z  
     高度轮廓 \3 SY2g8+  
    r[L%ap\{  
    uks75W!}U  
    D|LO!,=b  
    b' o]Y  
     效率 %v0M~J}+  
    buGBqx[  
     粗糙表面对效率仅有微弱的影响 1X?ro;  
    (u,)v_Oo]a  
    7Aqg X0)  
     粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm x>#{C,Fi  
     总调制高度:400nm 高度轮廓 ]" 'yf;g  
    *d 1Bp R%  
    ;'"'|} xn  
    }@r23g%   
     效率 ) O0Cz n  
    tDK@?PfKz  
    由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 cbzA`b'Mg  
    Y=mr=]q  
    粗糙度参数: [ RyVR  
     最小特征尺寸:40nm sU_K^=6*  
     总调制高度:200nm PF{uaKWk  
     高度轮廓 w$}q`k'  
    /7AHd ;  
    > G\0Z[<v,  
    pHeG{<^  
     效率 jRK}H*uem  
    E'AR.!  
    *QC6zJ  
    #"gt&t9Q  
     更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ewMVUq*:  
    *[Hp&6f  
    n1-p/a.  
    粗糙度参数: _Id'56N]J!  
     最小特征尺寸:40nm BhJ>G%  
     全高度调制:400nm E)v~kC}7.  
     高度轮廓 voa)V 1A/]  
    ZbFD|~[ V  
    R3>q]  
     效率 z74JyY  
    wLV,E,gM  
    F @PPhzZ  
    ^{Y,`F  
    c2E /-n4K@  
     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。 "#d$$ 8  
    >^Nnhnr  
    7. 总结 LRJX>+@  
     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)。 `Skvqo(5:  
     对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 pzF_g- B  
     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。 (}A$4?  
     利用VirtualLab光栅工具箱,光栅表面的粗糙度可被加以考虑。因此,由于加工引起的结构差异产生的影响可被估算。  ?8>a;0  
    PR{ubM n  
    #7uH>\r  
    QQ:2987619807
    6{2y$'m8  
     
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