[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。 PZ/tkw  
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1. 建模任务 (w-"1(  
PoZ$3V$(Lz  
->qRGUW  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ty!DMg#  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 y:\<FLR}j  
1]>JMh%X9t  
2. 建模任务：正弦光栅 Rm3W&hQ  
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x-z方向(截面视图) ],AtR1k  
o?O ZsA  
zk }SEt-  
光栅参数： 3K(/=  
 周期：0.908um "LYhYkI  
 高度：1.15um =WN8><K!  
(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]8/l:@  
a%y*e+oM  
3. 建模任务 4Tuh]5  
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UptKN|S&V  
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N@  
;U0w<>4L  
 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。 DM6(8df(  
Fbotn(\h@  
 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。 @0:Eg1-  
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3-y2i/4}$  
MR,>]| ^  
4. 光滑结构的分析 !K.)Qr9V  
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d|tNn@jN  
}lkU3Pf1U  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 c8l\1ce?7  
 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% G #$r)S  
x;JC{d#  
FLumI-se!  
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5. 增加一个粗糙表面 NmNj0&  
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BqKldl  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 =
dQ46@  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 W1}d6Sbg  
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mnYzn[d3U  
2G/CN"  
?DM!=.]  
t; #D,gx  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 &K"qnng/y  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 L# .vbf  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 covK6SH  
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6. 对衍射级次效率的影响 `Yo!sgPO\  
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粗糙度参数： 'CjcFP  
 最小特征尺寸：20nm 4q`e<!MP)q  
 总的调制高度：200nm D"s ]dQ$r  
 高度轮廓 yex0rnQ|  
zqGo7;;#  
5cSqo{|En  
/HM0p  
y[~w2a&+  
 效率 kiR+ Dsl  
{$qLMx';  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 $r/tVu2!W
 
b#{[Pk,w9  
47^R  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm @6z]Xb
 
 总调制高度：400nm 高度轮廓 &-M}:'
  
L[.RV*sL  
LHgEb9\Q  
)Vnqz lI5  
 效率 @vkO(o  
;UDd4@3`S"  
 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。 Ga#5xAI{a  
^Jdji:  
粗糙度参数： ^+'\ u;\  
 最小特征尺寸：40nm A&/YnJ"  
 总调制高度：200nm HmZ*  
 高度轮廓 1;N5@0%p  
zTvGku[3  
FJ(}@U}57  
 Oa/#2C~  
 效率 1o%E(*M4I  
a\?-uJ+  
&3%V%_  
"$rmy>d  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 Ht=h9}x"
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LP-_i}Kq  
E|l qlS7  
粗糙度参数： pLea 4  
 最小特征尺寸：40nm 'n4$dv%q  
 全高度调制：400nm ;{hE]jReH  
 高度轮廓 $%BNoSK  
kKEs >a  
KBkS>0;X  
 效率 ^4 ?LQ[t'  
Tkf JC|6  
:FqHMN  
v3/l=e?u  
*wD| eK7  
 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。 (nLT8{>0  
uKE?VNC]  
7. 总结 =UMqa;\K  
 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)。 # 8fq6z|JZ  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 WXX)_L$2  
 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。 sbV {RSl  
 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。 rwSmdJ~  
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QQ：2987619807 "[t
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