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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。 VIuzBmR|\  
    JF(&+\i<p  
    1. 建模任务 }nMp.7b  
    jB3Rue:+g  
    D4PjE@D"H  
     一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化 D()tP  
     对于该仿真,采用傅里叶模态法。 w %R=kY)o  
    Y >U_l:_^  
    2. 建模任务:正弦光栅 tWA<OOl  
    J@o$V- KK  
    x-z方向(截面视图) Q,n Xc  
    P5`BrY,hZ  
    sYd)r%%AU  
    光栅参数 @c;:D`\p1C  
     周期:0.908um @H8CU!J  
     高度:1.15um ~D_Wqr  
    (这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) 077 wk  
    %dq |)r  
    3. 建模任务 /N=M9i\;  
    0[7tJbN  
    C |P(,Xp  
    >"pHk@AWK  
    \  6 : 7  
    VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 u*8x.UE8C0  
    h&<>nK   
     利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 f|&, SI?  
    FXFyF*w2  
    ejlau#8"  
    d5qGTT ~a  
    4. 光滑结构的分析 XWBTBL  
    o*:D/"gb  
    s@pIcNvx  
    "]x#kM  
     计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 2\9OT>  
     对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% b^WF R   
    qw}. QwPT  
    52'0l>  
    D[<~^R;*  
    5. 增加一个粗糙表面 ]3CWb>!_  
    gi<%: [jT  
    [}Y_O*C !  
     VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 @T&w n k  
     因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 ~o8x3`CoF  
    !t|2&R$IQ  
    mLH,6rO9  
    G!g];7PG(  
    {i/7Nx  
    O*m9qF<  
    Z>J3DH  
     该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 .pPtBqp  
     第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 7 MG<!U  
     第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 iB3C.wd-  
    k5eTfaxl  
    {lNG:o  
    ~otV'=/my  
    6. 对衍射级次效率的影响 RwDXOdgu  
    IS%e5  
    &f<Ltdw  
    粗糙度参数: osI0m7ws:  
     最小特征尺寸:20nm 7nk3^$|  
     总的调制高度:200nm x(y=.4Yf+  
     高度轮廓 (?kCo  
    5~=wia  
    ]RTK:%  
    s+&iH  
    i?|b:lcV  
     效率 Y!3i3D  
    LqoH]AcN  
     粗糙表面对效率仅有微弱的影响 15"[MX A  
    aIklAj)=  
    %DuSco"  
     粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm qHC/)M#L  
     总调制高度:400nm 高度轮廓 GW!%DT  
    Pt?d+aBtV  
    ts;C:.X  
    ~uh,R-Q$  
     效率 1JF>0ijU@  
    |k=5`WG  
    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"g`,G6S  
    G[\3)@I  
    粗糙度参数: >(eR0.x  
     最小特征尺寸:40nm e\ O&Xe  
     总调制高度:200nm G33'Cgo:,  
     高度轮廓 8t1,_,2'  
    =xRxr @  
    SOQR(UT  
    ^LAdN8Cbb  
     效率 bC%}1wwh  
    GE |P)VO  
    1 eMaKT_=  
    zmh5x{US1  
     更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 Q7SRf$4  
    d6{0[T^L  
    F/0x` l  
    粗糙度参数: S<"`9r)av  
     最小特征尺寸:40nm 8 qwOZ d  
     全高度调制:400nm ,=y8[(h  
     高度轮廓 ]M/*Beh  
    8M7pc{  
    6x"|,,&MD0  
     效率 }d16xp  
    7.7Z|lJ  
    l5,}yTUta  
    T``~YoIdz  
    ej{7)#  
     对于较粗糙的表面,0级衍射效率大幅降低,而且±1级衍射效率的不对称性增大。 PZSi}j/  
    i`" L?3T  
    7. 总结 3k5F$wf  
     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)。 j8{,u6w)-  
     对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 6D1tRo  
     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。 Q)l~?Fx  
     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。 IC@-`S#F  
    ;Ak 6*Sr  
    ~{BR~\D  
    QQ:2987619807
    h!~u^Z.7<  
     
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