[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。 B@))8.h]  
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1. 建模任务 uMv,zO5  
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U>SShpmZA  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 T<>,lQs(a  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 M0"_^?  
nW:C/{n2tG  
2. 建模任务：正弦光栅 =I5>$}q_&,  
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x-z方向(截面视图) # w4-aJ  
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光栅参数： {TROoX~H?  
 周期：0.908um MchA{p&Ol  
 高度：1.15um YP<ms  
(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) BOX2O.Pm  
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3. 建模任务 e%M;?0j  

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3=[mP,pLh  
 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。 o/)h"i0P  
G_JA-@i%  
 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。 q?:dCFw$x5  
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Jpq~  
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4. 光滑结构的分析 r5/0u(\LB  
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J{)-\  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 6MW{,N  
 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% ajT*/L!0_  

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5. 增加一个粗糙表面 $PPi5f}HD  
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Or+U@vAnk  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 00y!K m_D  
 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。 ,0
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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)。 ITBE|b  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 6gE7e|+  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 BWrxunHO  
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6. 对衍射级次效率的影响 %> eiAB_b  
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粗糙度参数： y%T_pTcU  
 最小特征尺寸：20nm ~!L}yw  
 总的调制高度：200nm 0~S^
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 高度轮廓 0S~rgq|O  
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Otuf]B^s  
 效率 D@.6>:;il  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ^h6tr8yn  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm D,feF9  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 7:1Lol-V  
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 效率 tD)J*]G  
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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。 GTd,n=  
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粗糙度参数： f:} x7_Q  
 最小特征尺寸：40nm ]=BB#  
 总调制高度：200nm z} #JK?u  
 高度轮廓 0H:X3y+  
hgq;`_;1,  
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1qA;/-Zr<o  
 效率
H:|uw  
<P_-s*b  
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h376Be{P  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 zb3tIRH  
75lA%| *X  
Bzf^ivT3L  
粗糙度参数： ^cWnF0)j.  
 最小特征尺寸：40nm ob]w;"  
 全高度调制：400nm R|(
a@sL  
 高度轮廓 \FaP|28h  
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 效率 '&b+R`g'  
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F+qm[Bc8  
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 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。 
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7. 总结 $??I/6  
 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)。 vY3h3o  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 Mtx4'WZ  
 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。 c+ie8Q!  
 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。 .xkM.g4{~  
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QQ：2987619807 |-H&o]