[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。 o]WcODJdl  
yqH9*&KH{  
1. 建模任务 :!^NjO  
jOd+LXPJ  
aQ-SrxmO8  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 %rV|{@J `  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 vdigw.=z  
J50n E~  
2. 建模任务：正弦光栅 qcC(#0A>  
Ezev ^O]
 
x-z方向(截面视图) kgI8PybY  
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S$gLL kD1  
光栅参数： +F.@n_}p-I  
 周期：0.908um /|3~
LvIt=  
 高度：1.15um `KZu/r-M9  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) N,UUM|?9_  
zK>m4+)~  
3. 建模任务 ^CgN>-xZ?#  
SYh>FF"  
ss6{+@,  
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 lI~8[[$xd  
fhyoSRLR:  
 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。 i'.D=o  
yo8mfH_,  
AxeQv'e  
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4. 光滑结构的分析 {|<yZ,,p  
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B`||4*  
L)4~:f
)B  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ~0[(-4MA  
 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% |~#A?mK
-  
l*{Bz5hc  
X,Rl&K\b"  
C/QrkTi=  
5. 增加一个粗糙表面 MPKrr  
It<VjN9  
\RtFF  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ^IyYck'y+  
 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。 f96`n+>xi  
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L8H:,} 2  
FS=LpvOG)  
n).*=YLN  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 G B,O  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ,CN(;
z)  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 @!j6
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H:OpS-b  
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W /*?y&  
6. 对衍射级次效率的影响 fmJK+  
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粗糙度参数： &5.J y2hO]  
 最小特征尺寸：20nm iBtG@M  
 总的调制高度：200nm ?3qp?ea  
 高度轮廓 8)1=5n  
Bo14t*(  
hW9!  
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4)>UTMF  
 效率 Nr+~3:3  
p_%,JD  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 w<zzS:PF*  
4P=1)t?tX  
iq?T&44&  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm s$,G5Feub  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 e igVT4  
4mKH |\g  
*D
XX*9 0  
BTYYp1  
 效率 B/qN1D]U.  
9W+DW_M  
 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。 i(.V`G=  
MM*~X"A  
粗糙度参数： Xit@.:a;  
 最小特征尺寸：40nm -ah)/5j  
 总调制高度：200nm n~BQq-1  
 高度轮廓 _Pa@%/  
)db:jPkwd  
Oo-4WqRJ  
u8<[Q]5  
 效率 7E#h(bt j  
u^B!6Sj8  

gmn
b
 
r}sO},i  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 63_#*6Pv28  
E2t&@t%W  
|(TEG.<g  
粗糙度参数： wq,&0P-v  
 最小特征尺寸：40nm Y<kz+d,C  
 全高度调制：400nm !Q<3TfC  
 高度轮廓 6rWq hIaI  
+5I'? _{V  
.Y^3G7On  
 效率 6d6Dk>(V  
mF!4*k  
=R 4]Kf  
DfU= i'R  
kP/<S<h,g  
 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。 GVu[X?q@|  
c`hENPhW  
7. 总结 ^c/3!"wK  
 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)。 v _:KqdmO]  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 #G?#ot2o  
 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。 =Ti@Y  
 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。 o0F,!}  
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QQ：2987619807 | oM`