[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。 }x$@
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(eb65F@P  
1. 建模任务 wGMoh.GTh  
1r4NP  
m%eCTpYo  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 !m=Js"  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 B
bFLT@W4  
q%bFR[p<*  
2. 建模任务：正弦光栅 @lM-+q(tl  
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x-z方向(截面视图) iiuT:r  

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('%Y3z;  
光栅参数： "Cvr("'O  
 周期：0.908um 5KbPpKpd  
 高度：1.15um _&G_SNa  
(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) _)LXD,LA  
k5%)  
3. 建模任务 dj5|t~&  
0gOca +&  
[ZG>FJDl8  
_UP 9b@Z"  
Z;u3G4XlF  
 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。 vnf2Z,f%  
O)R}|  
 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。 TqS s*as5
 
irw5<l  
Q6 o1^s  
MowAM+?^}  
4. 光滑结构的分析 UZ<.R"aK  
F`F|.TX  
Qa9@Q$  
"IpbR  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 p4\s
KF8-  
 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% *\+oe+3  

LO%e1y  
mo tW7|p.e  
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5. 增加一个粗糙表面 ,[N(XstI  
Z9h4 pd  
u"T9w]Z\  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ?&qQOM~b-\  
 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。 1Xh@x  
um<$L  
A3HNMz  
K5<2jl3S  
toj5b;+4F  
1f"}]MbLR  
3z#>1HD$  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 A#Ga!a  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 C\Ob!sv%H  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 RV]QVA*i  
SY.koW  
^K8XY@{&  
xe.f]a  
6. 对衍射级次效率的影响 V2;Nv\J\  
<%|u1cn~!v  
@qWClr{`  
粗糙度参数： FKe/xz  
 最小特征尺寸：20nm G&Yo2aADR  
 总的调制高度：200nm '%+LQ"Bp  
 高度轮廓 #;1RStb:zj  
~rq:I<5  
7bGOE_r  
9J_vvq`%`  
S<*1b 6%D  
 效率 V'za
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a~!7A ZT-O  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 !K=$Q Uq  
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o8A8fHl  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm )-iUUak  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 1Qjc*+JzO.  
WU/5i 8  
64y9.PY  
x a\~(B.  
 效率 8{%&P%vf  
U3M;{_g  
 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。 YXF^4||j.c  
gH"aMEC  
粗糙度参数： \O~WMN  
 最小特征尺寸：40nm U(~Nmo'  
 总调制高度：200nm OzH\YN  
 高度轮廓 kA2)T,s74  
$j!:ET'V  
 LR4W  
^"uD:f)  
 效率 Fy>g*3  
6aAN8wO;b  
u2':~h?l  
C(KV5c  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 *Hv d  
A-^B?E  
uc=u4@.>  
粗糙度参数： z,!A4ws  
 最小特征尺寸：40nm ePSD#kY5  
 全高度调制：400nm dry%aT  
 高度轮廓 R&'Mze fb  
h7xgLe@  
qr*e9Uk^  
 效率 k<o<!   
K)\D,5X^  
!_dW `  
oChf&W 8u  
'&]6(+I>  
 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。 OaByfo<S  
IpKI6[2{`f  
7. 总结 &Ci_wDJ  
 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)。 :X1Y  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 D{+D.4\  
 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。 X&i" K'mV  
 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。 Sx_j`Cgy  
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QQ：2987619807 *@YQr]~ ;