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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。 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  
    _ ^'QHWP  
    S$gLL kD1  
    光栅参数 +F.@n_}p-I  
     周期:0.908um /|3~LvIt=  
     高度:1.15um `KZu/r-M9  
    (这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) N,UUM|?9_  
    zK>m4+)~  
    3. 建模任务 ^CgN>-xZ?#  
    SYh>FF"  
    ss6{+@,  
    6uTC2ka[&R  
     ^"~r/@l  
    VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 lI~8[[$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  
    |bhv7(_  
    4. 光滑结构的分析 {|<yZ,,p  
    KyQTrl.qdl  
    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)。 ^I yYck'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  
    9_4(}|"N|  
    6Q J.=.>b  
    =qbN?a/?2  
    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”。 @!j6y (@  
    H:OpS-b  
    nLmF5.&  
    W /*?y &  
    6. 对衍射级次效率的影响 fmJK+  
    w{u,YM(Q  
    :R3iLy  
    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!  
    ]N;n q  
    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$,G5Feub  
     总调制高度:400nm 高度轮廓 e igVT4  
    4mKH |\g  
    *DXX*9 0  
    BTYYp1  
     效率 B/qN1D]U.  
    9W+DW_M  
    由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 i(.V`G=  
    MM*~X"A  
    粗糙度参数: Xit@.:a;  
     最小特征尺寸:40nm -ah)/5j  
     总调制高度:200nm n~BQq-1  
     高度轮廓 _Pa@%/  
    )db:jPkwd  
    Oo-4WqRJ  
    u 8<[Q]5  
     效率 7E#h(bt j  
    u^B!6Sj8  
    gm n b  
    r}sO},i  
     更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 63_#*6Pv28  
    E2t& @t%W  
    |(TEG.<g  
    粗糙度参数: wq,&0P-v  
     最小特征尺寸:40nm Y<kz+d,C  
     全高度调制:400nm !Q<3TfC  
     高度轮廓 6rWq hIaI  
    +5I'? _{V  
    .Y^3G7On  
     效率 6d6Dk>(V  
    mF!4*k  
    =R 4]Kf  
    DfU= i'R  
    kP/<S<h,g  
     对于较粗糙的表面,0级衍射效率大幅降低,而且±1级衍射效率的不对称性增大。 GVu[X?q@|  
    c`hENPhW  
    7. 总结 ^c/3 !"wK  
     VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 v _:KqdmO]  
     对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 #G?#ot2o  
     光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 =Ti@Y  
     利用VirtualLab光栅工具箱,光栅表面的粗糙度可被加以考虑。因此,由于加工引起的结构差异产生的影响可被估算。 o0F,!}  
    BzH0"xq^  
    Csp$_uDi  
    QQ:2987619807
    | oM`  
     
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