[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。 E%C02sI  
du4Q^-repC  
1. 建模任务 R`|GBVbv  
i50^%,  
H<YS2Ed  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 9ozUg,+Z|J  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 sny
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Doy7prKI8  
2. 建模任务：正弦光栅 6<<i
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x-z方向(截面视图) 3 aG?^z  
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光栅参数： aYQIe7J90J  
 周期：0.908um BI-xo}KI  
 高度：1.15um .DSmy\FI5  
(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) Mrlv(1PQT  
k:0HsN!F9  
3. 建模任务 Cuq=>J  
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AA$-Lx(UJk  
^SKuX?f\  
=F5(k(Ds  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 BK8)'9/  
P*6B+8h"5g  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 r4h4A w{  
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Em8C +EM  
4. 光滑结构的分析 iIoeG_^*Y  
@m[r0i0J"  
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%P2GQS-N  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ;V~[kF=t0  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% 4~3 N;]X  
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X rVF %  
['~B&  
5. 增加一个粗糙表面 B#_<?  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 }0Qex=vkO  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 J?~El&  
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Yp1;5Bbp  
I]|X6  
"RH pj3 si  
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9"3 7va  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 db%o3>>e  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 w]hs1vch  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ao]Dm#HiO  
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6. 对衍射级次效率的影响
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粗糙度参数： 3?F*|E_  
 最小特征尺寸：20nm B 3Y,|*  
 总的调制高度：200nm ?CgqHmf\\(  
 高度轮廓 Z6eM~$Y  
fD<9k  
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u:Fa1 !4JR  
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 效率 $[L~X M  
nm)H\i  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 B|9)4f&\=R  
[ZC{eg+D  
1>I4=mj  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 0_F6t-  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 a_jw4"Sb  
Nm;y
L  
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 效率 7Gwn,&)  
rC`pTN  
 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。 ?A4zIJ\  
d 8YP<"V&  
粗糙度参数： +rAmy  
 最小特征尺寸：40nm =35g:fL  
 总调制高度：200nm Q=YIAGK  
 高度轮廓 H7{)"P]{f  
Z3C]n,I  
kYbqb?  
" pg5w  
 效率 5&59IA%S  
E}?n^Zf  
O52B  
WC&V9Yk  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 5;WESk  
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粗糙度参数： l k~Vv
Rq  
 最小特征尺寸：40nm @477|LO
  
 全高度调制：400nm voX4A pl  
 高度轮廓 C{{RU7iqc&  
!4.VK-a9V%  
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 效率 6d7E@}<  
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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。 `T'[H/  
a/wg%cWG_  
7. 总结 ,xSNTOJ  
 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)。 |WkWZZ^  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 :)9CG!2y<M  
 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。
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 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。 nYsB^Nr6
 
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QQ：2987619807 i'cGB5-j