[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。 \phG$4(7+  
rN? L8  
1. 建模任务 &H\$O.?f  
Z5~dU{XsT  
<x@\3{{U  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 u#=Yv|9  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ~h-G  
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2. 建模任务：正弦光栅 uF5d ]{Qt  
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x-z方向(截面视图) M%4o0k]E,s  
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(\FjbY9&  
光栅参数： bTC2Ya  
 周期：0.908um K/oPfD]  
 高度：1.15um R7T"fN  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) %_+9y??  
#V-qS/ q"  
3. 建模任务 IDBhhv3ak  
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q p|T,D%  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 `g%]z@'+?  
H^"BK
-`hs  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 h./cs'&  
GSV,  
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h44  
heZ)+}U~  
4. 光滑结构的分析 "n '*_rh>+  
XRs/gUT  
Jf`;F :  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 `ZN@L<I6  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% R#tz"T@  
mL+}Ka  
-a3+C,I8g  
4M(w<f\5F  
5. 增加一个粗糙表面 4q@o4C<0  
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V3  
SiojOH  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 V]H<:UE  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 M;zRf3S  
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3~I<f^K4  
@babgP,  
~'fa,XZ<  
_1y|#o  
 g/+M&k$  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 i40r}?-  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 hv*n";V   
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 xx;'WL,g  
nIph[Vs-Z  
IvIBf2D;Q  
cdU2ph_  
6. 对衍射级次效率的影响 XP2=x_"y  
8f^URN<x  
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粗糙度参数： .NjdkHYR  
 最小特征尺寸：20nm m)_1->K  
 总的调制高度：200nm \<lV),  
 高度轮廓 rF~q"9  
Zy*}C,Z  
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 效率 cIM5;"gLP  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 fY%Sw7ql<  
WtRy~5A2  
0SKt8pL`  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm T>f-b3dk  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 CQ,r*VAw  
iT^lk'?{O  
6\0G
VM\  
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 效率 ;k/0N~  
Kyl(  
 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。 k}T~N.0  
0l 3RwWj  
粗糙度参数： >^InNJd  
 最小特征尺寸：40nm BM&'3K_y  
 总调制高度：200nm eHnC^W}|s  
 高度轮廓 Wnf`Rf)1z  
BMX x(W]  

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tQ&#FFt,)  
 效率 _l8oB)  
/=r&9P@Ay<  
n<hwstk  
nAts.pVy"  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ?q,x?`|(8  
$(CHwG-  
R*&3i$S
 
粗糙度参数： i;dr(c/ft  
 最小特征尺寸：40nm UT{Nly8u  
 全高度调制：400nm &H+<uYV  
 高度轮廓 \'p7,F{:>5  
@ics  
P2s0H+<  
 效率 uPo>?hpq+  
+M.|D,wg2  
5cE[s<=  
X*Q7Yu  
'Gt`3qG  
 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。 V&}Z# 9Dx  
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7. 总结 0>?mF]M  
 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)。 ovfw_  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 [R:O'AP}@}  
 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。 K 6Gn  
 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。
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QQ：2987619807 .-34g5