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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。 ) M<vAUF  
    yfNX7  
    1. 建模任务 9uB(Mx(-:`  
    *TdnB'Gd  
    $.mQ7XDA9  
     一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化 ' P"g\;Ij  
     对于该仿真,采用傅里叶模态法。 7S^""*Q^  
    '` CspY  
    2. 建模任务:正弦光栅 P>Qpv Sd_#  
    @1R P/y%  
    x-z方向(截面视图) -e@!  
    b'@we0V@S  
    ~%y@Xsot>  
    光栅参数 ]dPZ.r  
     周期:0.908um Owv +1+B  
     高度:1.15um '_0]vupvY  
    (这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) Vd9@Dy  
    W  0[N0c  
    3. 建模任务 JqUADm  
    =H5\$&xj4.  
    LJzH"K[Gg6  
    adEJk  
    2(YPz|~W  
    VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 JcO08n  
    HRa@  
     利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 ]rBM5~  
    &~sfYW  
    [Gr*,nVvB  
    `cB_.&  
    4. 光滑结构的分析 xl4=++pu)  
    BNGe exs@  
    ww d'0P`/  
    -#&kYK#Ph  
     计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 ni CE\B~  
     对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% -0HkTY  
    #&!G"x7  
    D@YP7  
    "i)Yvh[y  
    5. 增加一个粗糙表面 TQ :/RT  
    fp>.Owt%.  
    |PVt}*0"  
     VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 sYbH|}  
     因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 TJ@Cjy%  
    WT3gNNx|  
    S9sR#  
    Mio>{%/  
    1'w:`/_  
    n(Y%Vmy  
    }2>"<)  
     该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 tV;% J4E'  
     第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 '{?C{MK3Q  
     第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 E;\M1(\u  
    7()?C}Ni-  
    YrI|gz)  
    +RZ~LA \+  
    6. 对衍射级次效率的影响 @ CsV]97`  
    V-O(U*]  
    VkmRh,T  
    粗糙度参数: g;p)n  
     最小特征尺寸:20nm |lQ;ALH!  
     总的调制高度:200nm 'w/qcD-  
     高度轮廓 [ .yJV`  
    M7}Q=q\9  
    Qu*1g(el!o  
    9>*c_  
    my\&hCE  
     效率 LC69td&  
    ,i}|5ozj4  
     粗糙表面对效率仅有微弱的影响 RNJ FSD.  
    GUp;AoQ  
    }U 5Y=RYo  
     粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm 5a`%)K  
     总调制高度:400nm 高度轮廓 U5ZX78>a  
    a=}*mF[ug  
    ".2K9j7$  
    z5cYyx r>  
     效率 R'K/t|MC  
    &V=7D#L  
    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。 3x*z\VJ  
    L_O$>c  
    粗糙度参数: W.}].7}h  
     最小特征尺寸:40nm H?rg5TI0  
     总调制高度:200nm C0 ) Z6  
     高度轮廓 +a)E|(cN  
    GuQRn  
    '?Bg;Z'L%  
    1JS2SxF  
     效率 Z| 6{T  
    D@54QJ<  
    dbGgD=}o  
    >>'C :7+Y  
     更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 0%C^8%(x  
    t%0?N<9YkU  
    V^fV7hw<  
    粗糙度参数: S>:,z}i  
     最小特征尺寸:40nm 0&w0a P`Y  
     全高度调制:400nm {ISE'GJj  
     高度轮廓 eD#XDK  
    XX;6 P  
    jZ9[=?   
     效率 j'rS&BI G  
    K'b*A$5o  
    4SVW/Zl.?  
    wz(K*FP  
    [s6C ZcL  
     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。 ,Qc.;4s-  
    Fz"ff4Bx [  
    7. 总结 kA?_%fi1  
     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)。 |m>}%{  
     对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ;IP~Tb]&  
     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。 r|Zi3+  
     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。 FvImX  
    :hqZPajE  
    e1(h</MU2  
    QQ:2987619807
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