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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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    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。 zBwqIJfM  
    ntB#2S  
    1. 建模任务 BFP@Yn~k  
    ?azLaAG  
    y1~ QKz  
     一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化 VAjl?\}6  
     对于该仿真,采用傅里叶模态法。 AS:k&t  
    8.^`~ta  
    2. 建模任务:正弦光栅 ]B8iQr-!  
    " W{rS4L  
    x-z方向(截面视图) QmGK! H>3  
    l-20X{$m:  
    I![/bwObG  
    光栅参数 Wd(|w8J{a  
     周期:0.908um ]9'F<T= $_  
     高度:1.15um 3D5adI<aq"  
    (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) ",[/pb  
    nRw.82eK.  
    3. 建模任务 7h!nt=8Y  
    /NR*<,c%  
    LkK[,Qj  
    D'{ o3Q,%K  
    ;9fWxH  
    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。 Xs"d+dc  
    F.(e}EMyNh  
     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。 J8@+)hn  
    PR(KDwsT&l  
    )' ,dP)b  
    k%sA+=  
    4. 光滑结构的分析 A,4} $-7  
    'u%_Ab_H  
    2\O!vp>|-  
    x 0vW9*&  
     计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 $Op:-aW&  
     对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% EL2z&  
    nSZp,?^  
    0lcwc"_DZX  
    IsFL"Vx  
    5. 增加一个粗糙表面 ygQAA!&']  
    eCg|@d%D  
    ]^a{?2 ei  
     VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 bZQ_j#{$  
     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。 TC:t!:  
    HC>k/Gk"  
    la]Zk  
    SokU9n!  
    `@:k*d  
    5:EE%(g9  
    ?4Zo0DiUB  
     该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 REk^pZ3B  
     第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 :O;uP_r9  
     第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 x^pHP|<3`  
    IUh)g1u41O  
    j2n 4; m  
    !#WJ(zSq  
    6. 对衍射级次效率的影响 KDDx[]1Q  
    n{c-3w.uD  
    b&pL}o?/k  
    粗糙度参数: +gb"} cN  
     最小特征尺寸:20nm VOp+6ho<  
     总的调制高度:200nm -PiZvge  
     高度轮廓 6" . v6  
    FvBnmYn W  
    .Na'yS `J  
    j2%#xZ{33  
    Z2k5qs7g  
     效率 \3j4=K'nE  
    _eaK:EW  
     粗糙表面对效率仅有微弱的影响 HR?a93  
    Ymg,NkiP0  
    .[o?qCsw  
     粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm ~NO'8 Mr  
     总调制高度:400nm 高度轮廓 0a v2w5>af  
    Y2y = P  
    mDIN%/S'  
    B+=Xb;p8  
     效率 p{rzP,Pb&  
    a[V4EX1E  
    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。 GG`;c?d@  
    ot,e?lF  
    粗糙度参数: At8^yF   
     最小特征尺寸:40nm >zcp(M98  
     总调制高度:200nm %@[ ~s,6<  
     高度轮廓 1`EkN0iZ  
    @)Sd3xw[  
    BQ77 n2(@  
    P;l D ri  
     效率 5!^?H"#c  
    a/p /<  
    Q!}LtR$  
    `v1~nNoY  
     更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 -D,kL  
    9TOqA4  
    Je;HAhL  
    粗糙度参数: Ng<oz*>U  
     最小特征尺寸:40nm TY *q[AWG  
     全高度调制:400nm W!WeYV}kb  
     高度轮廓 nM&UdKf3  
    bmGtYv  
    5_Opx=  
     效率 E,:E u<  
    \jThbCb  
    g|V0[Hnq6  
    ( G#W6  
    |+(Hia,X  
     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。 ~l>2NY  
    SI@Yct]<g  
    7. 总结 9Kd:7@U  
     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)。 ?>o|H-R~5Z  
     对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 uNRT@@oCq  
     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。 G .k\N(l  
     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。 jneos~ 'n8  
    b_j8g{/9  
    ZpQ8KY$ 5  
    QQ:2987619807
    '2.11cM3  
     
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