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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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    在线infotek
     
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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。 p6 xPheD  
    E[Bo4?s&^  
    1. 建模任务 D$Kea  
    o$_93<zc  
    Sgj/s~j~1  
     一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化 |'hLa  
     对于该仿真,采用傅里叶模态法。 )&1!xF   
     mIc:2.q^  
    2. 建模任务:正弦光栅 -l*A  
    p!"(s/=  
    x-z方向(截面视图) ]rX9MA6  
    H7IW"UkBR  
    juno.$ 6  
    光栅参数 `bP?o  
     周期:0.908um C|e+0aW  
     高度:1.15um |XcH]7Ai"  
    (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) SPwPCI1?  
    12gw#J/)9h  
    3. 建模任务 eK_*q -  
    ~$aTM_4  
    c4]u&tvjJ  
    RV!<?[  
    Cd~LsdKE5  
    VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 B?(4f2yE  
    }:#dV B+  
     利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 nxRwWj57  
    !t-K<'  
     5H.Db  
    /t{=8v~  
    4. 光滑结构的分析 zl)&U=4l  
     X4I]9 t\  
    6"%qv`.Fp  
    P4%>k6X  
     计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 LZV}U*  
     对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% J:};n@<  
    d.\PS9l  
    f)Y  
    qX@9N=g`#O  
    5. 增加一个粗糙表面 1ih*gJPpj  
    BJIQ zn3  
    bF6gBM@*  
     VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 _;G=G5r  
     因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 3j&B(aLy  
    jsWX 6(=  
    pTET%)3  
    )>$^wT  
    dpn3 (  
    `vEqj v  
    d Uz<1^L  
     该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。  1ZNNsB  
     第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ysth{[<5F3  
     第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 Xu%d,T$G  
    k`@w(HhS  
    4WG=m}X  
    B(Y.`L? %E  
    6. 对衍射级次效率的影响 h#O"Q+J9n  
    QK7e|M  
    msG3 ~@q  
    粗糙度参数: GC?S];PL  
     最小特征尺寸:20nm dJE`9$jN  
     总的调制高度:200nm Mi D  
     高度轮廓 NDW8~lkL  
    {Y "8~  
    aH^{Vv$]M@  
    jJ-d/"(  
    SJ[AiHR  
     效率 o'^phlX  
    {g@A>  
     粗糙表面对效率仅有微弱的影响 nrbazyKm  
    x/_dW  
    25&nwz  
     粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm $owb3g(%4  
     总调制高度:400nm 高度轮廓 xH@'H?  
    pj@Yqg/  
    H9:%6sds  
    X\'E4  
     效率 bN!u}DnN  
    ^\{J5  
    由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 8E 9{ Gf  
    #~*XDWvIS~  
    粗糙度参数: 1W0.Ufl)  
     最小特征尺寸:40nm FdM<;}6T  
     总调制高度:200nm uZ<%kV1B  
     高度轮廓 W/a,.M  
    ~}9Bn)@  
    H.9yT\f.  
    5Abz 5-^KH  
     效率 D2V v\f  
    q /:T1a7!  
    |yU3Kt  
    <B=[hk!  
     更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ,b4~!V  
    3Mxz_~  
    lh~<s2[R2  
    粗糙度参数: \d ui`F"Cc  
     最小特征尺寸:40nm C|9[Al  
     全高度调制:400nm KZZOi:  
     高度轮廓 wn{]#n=|l  
    r:.6"VQu}  
    "B~WcC  
     效率 yW{mK  
    NQg'|Pt(%  
    &b!vWX1N  
    U-1VnX9m  
    a" ^#!G<+  
     对于较粗糙的表面,0级衍射效率大幅降低,而且±1级衍射效率的不对称性增大。 dA|Lufy#  
    =>e?l8`%  
    7. 总结 L%k67>  
     VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 8V,"Id][  
     对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 5d%_Wb'  
     光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 :wSJ-\'$  
     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。 {[my"n 2  
    F68},N>vr@  
    0c`sb+?  
    QQ:2987619807
    Lblet  
     
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