[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。 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  
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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  
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D'{o3Q,%K  
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xH  
 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  

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4. 光滑结构的分析 A,4} $-7  
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2\O!vp>|-  
x 0vW9*&  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 $Op:-aW&  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% EL2z&  
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5. 增加一个粗糙表面 ygQAA
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]^a{?2ei  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 bZQ_j#{$  
 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!:  
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SokU9n!  
`@:k*d  
5:EE%(g9  
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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)。 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
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IUh)g1u41O  
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!#WJ(zSq  
6. 对衍射级次效率的影响 KDDx[]1Q  
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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  
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j2%#xZ{
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 效率 \3j4=K'nE  
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 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`Ek
N0iZ  
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BQ77n2(@  
P;lDri  
 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  
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A4  
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  
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QQ：2987619807 '2.11cM3