[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。 vZ rE9C }  
swfcA\7R  
1. 建模任务 rmzM}T\20  
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GW29Rj1  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。
S m%\,/3  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 {D6E@a  
JFJ_ PphvD  
2. 建模任务：正弦光栅 BeNH"Y:E  
0Bo7EV  
x-z方向(截面视图) D.i(Irqw!  
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w[WyT`6h!  
光栅参数： |9Gng`)  
 周期：0.908um ^"U-\cx  
 高度：1.15um Ny\c>$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) B;3lF;3`  
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3. 建模任务 #]~l]Eq  
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4)cQU.(*k  
NB["U"1[^E  
yX {CV7%O  
 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。 WRq:xDRn0  
aZk/\&=6  
 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。 ]d}h`!:  
WT-BH
B1  
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d~G, *  
4. 光滑结构的分析 yU e7o4Zm  
ed=pRb  
]YO &_#  
gJ; *?Uq(  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 {pV\]E\]  
 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% e(5:XHe  
?)Psf/  
3N5un`K7  
CJDnHuozc  
5. 增加一个粗糙表面 \z~wm&  
q{fgsc8v\  
e%Sw(=a  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 L,(H(GeX  
 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。 U)f;*{U  
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p4Wy2.&Q  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 ~36)3W[4  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 6>fQe8Y  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 \V1geSoE  
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6. 对衍射级次效率的影响 ||}k99y +  
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粗糙度参数： aJ4y%Gy?  
 最小特征尺寸：20nm XBmAD!  
 总的调制高度：200nm J&B>"s,  
 高度轮廓 0LjF$3GpZ  
' )0eB:  
bzl-|+!yB  
(3_m[N\F  
,?3)L   
 效率 37F&s  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 !"G|y4O  
kn^?.^dVX  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm Y`U[Y Hx  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 >" z$p@7  
(>LJv |wn  
~ ~"qT  
~"Q24I  
 效率 77]6_  
gf&\)"  
 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。 5Nt40)E}sN  
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粗糙度参数： .8v[ss6:  
 最小特征尺寸：40nm ?k}"g$JFn  
 总调制高度：200nm }Qqi013E L  
 高度轮廓 wqZ*$M  
e2}5< 7  
(FY<%.Pa  
kdam]L:9  
 效率 w]%|^:  
mF6 U{=  
TTfU(w%&P  

wH<'
*>/  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 (L2:|1P)  
/`2t$71)  
QMI6l'"s  
粗糙度参数： d~>d\K%v  
 最小特征尺寸：40nm $#HPwmd  
 全高度调制：400nm &|LP>'H;  
 高度轮廓 T\ cJn>kCn  
ZDhl$m[m  
KiaQ^[/q  
 效率 ,l
UroO^^  
[%1 87dz:D  
6]mFw{6qn1  
e=).0S`*F  
; *@lH%u  
 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。 F4#^jat{  
Y~fa=
R{W  
7. 总结 H;=JqD8`  
 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)。 9[9 ZI1*s  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 bo]= *  
 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。 &l<~Xd#  
 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。 d*===~  
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QQ：2987619807 Y
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