[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。 wi-{&  
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1. 建模任务 f%TP>)jag!  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Z~Z+Yt;,9a  
 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 ~6:y@4&F  
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x-z方向(截面视图) p9$=."5  
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光栅参数： x<e-%HB*-  
 周期：0.908um wPU<jAQyp  
 高度：1.15um I`}<1~ue  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) <E&"]  
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3. 建模任务 Z8Il3b*)  
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 h 66X746  
Sk,9<@  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 P(BV J_n  
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4. 光滑结构的分析 HR83{B21  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 g"Z X
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 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% iy_\1jB0  
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5. 增加一个粗糙表面 6|D,`dk3U  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ?I`ru:iG  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 /M "E5  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。  }[<eg>9#  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ~xg1mS9d  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 Y Hv85y  
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6. 对衍射级次效率的影响 FT* o;&_QS  
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粗糙度参数： .#b!#  
 最小特征尺寸：20nm ZK[S'(6q  
 总的调制高度：200nm oIM]  
 高度轮廓 .#;;pu7W  
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 效率 66%#$WH#  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ?6 "F.\O@  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 'H`_Z e<  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 9k^;]jE  
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 效率 VB 8t"5  
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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。 MQQ!@I`  
J|Lk::Ri  
粗糙度参数： [JGa
3e  
 最小特征尺寸：40nm (0qdU;  
 总调制高度：200nm V&_5q`L  
 高度轮廓 y= ILA  
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 效率 A;h0BQ
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T"Wq:  
?#\?&uFJ}  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ~2~KcgPsq  
0=s+bo1  
L`+\M+  
粗糙度参数： )4a&OlEI  
 最小特征尺寸：40nm m\4jiR_o  
 全高度调制：400nm COj50t/  
 高度轮廓 =?57*=]0M  
Gr#p QE2;  
;G~0 VM2|  
 效率 xGqe )M>8?  
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?}B9=R$Pi  
A"C%.InZ  
"31GC7  
 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。 Gn;eh~uw;l  
Xt8;Pl  
7. 总结 iYv6B6o/99  
 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)。 C>@~W(IE  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 |n=kYs  
 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。 5\f*x
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。 {:Z#8dGe  
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