[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。 c@iP^;D  
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1. 建模任务 (NPDgR/  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 H
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 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ~&)  
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2. 建模任务：正弦光栅 DSiI%_[Ud  
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x-z方向(截面视图) 5T]GyftFV  
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光栅参数： u`GzYG-L  
 周期：0.908um 4'L%Wz[6  
 高度：1.15um i&KD)&9b#  
(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) =+@IpXj  
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3. 建模任务 -?)` OHc^  
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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。 }*0OLUF
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 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。 eO<:X|9T  
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4. 光滑结构的分析 6@ `'}  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 TMsEHd  
 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% tg%U2+.q  
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5. 增加一个粗糙表面 j\t"4=,n  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 i,G )kt'H  
 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。 ;1`NsYI2  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 7.O1 ~-  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 YE#OAfj~  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 kzs}U'U  
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6. 对衍射级次效率的影响 R!7emc0T  
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粗糙度参数： Q7PqN1jTE  
 最小特征尺寸：20nm oL' :07_  
 总的调制高度：200nm =Mc]FCV  
 高度轮廓 TI-#\v9  
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g+ `Ie'o<  
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7QiJ1P.z  
 效率 1KxtHLLU  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Q"]C"?  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm E&k{ubcT  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 [ @>8Qhw  
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 效率 O
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 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。 1 sCF -r  
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粗糙度参数： _nRY5YnL4P  
 最小特征尺寸：40nm kKVq,41'  
 总调制高度：200nm U[~BW[[@f  
 高度轮廓 6USet`#  
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2vKnxK+ 5  
 效率 /IVw}:G  
AX8;x1t^.  
Uc e#v)  
R{.wAH(  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 6m21Y8N  
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粗糙度参数： nLkC-+$tM  
 最小特征尺寸：40nm WT(R =bLw  
 全高度调制：400nm LJZEM;;}  
 高度轮廓 *n?6x!A  
=_cWCl^5  
"/hs@4{u9  
 效率 `A80""y:M  
RCNqHYR  
y)U8\  
R4}G@&Q  
=}7wpTc,  
 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。 ik~hL/JD\  
h bj^!0m  
7. 总结 #.}Su+XF  
 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)。 l;Zc[6  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ~;m~)D  
 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。 0*:]eM};P  
 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。 #eE:hiu<v  
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