[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。 F}DD;K  
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1. 建模任务 /j@r~mt/pA  
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GK%ovK  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 gQDK?aQX  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 E-iBA(H  
gD=5M\  
2. 建模任务：正弦光栅 S:\hcW6  
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x-z方向(截面视图) wKbymmG  
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光栅参数： 5/ju i
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 周期：0.908um B'/ >Ax&  
 高度：1.15um T$;XJx  
(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) (\>'yW{f  
,4,c-   
3. 建模任务 <]^D({`  
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nHrCSfK  
 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。 &2igX?60  
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 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。 [1GEe
 
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4. 光滑结构的分析 8m<<tv
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IBh~(6  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 A,)ELVk1F  
 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% ?Fpl.t~  
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dR:iUw:V  
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5. 增加一个粗糙表面 3wl>a#
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`1]9(xwhQ0  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 V}-o):dI|  
 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。 $t}1|q|  
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e`F|sz]k"H  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 |lV9?#!  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 m)}MkC-  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 d2sq]Q  
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6. 对衍射级次效率的影响 w}q"y+=Z:  
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粗糙度参数： =)8fE*[s  
 最小特征尺寸：20nm D[M?27  
 总的调制高度：200nm / u6$M/Cf>  
 高度轮廓 0B/a$NC  
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 效率 ]5/U}Um  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 BwD1}1jp  
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Y'1V(5/&  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ^#se4qQ  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ,$$$_+m\  
U:hC!t:  
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 效率 zAJ
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 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。 :G/]rDtd  
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粗糙度参数： v*'\w#  
 最小特征尺寸：40nm ,5*xE\9G  
 总调制高度：200nm :exuTn  
 高度轮廓 E,yK` mPp^  
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 效率 {][7Np!y  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 J5( D7rp#  
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粗糙度参数：  WPKTX,k  
 最小特征尺寸：40nm u?Mu*r?  
 全高度调制：400nm de{YgN  
 高度轮廓 *r$.1nke  
"m;]6B."  
N==_'`O1Q0  
 效率 ^QR'yt3e  
FD+PD:cQn  
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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。 Am0C|(#Xm  
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7. 总结 1?#9Kj{ql  
 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)。 bTp2)a^G  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 lNVAKwW2#  
 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`vs-Y:P  
 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。 #(g+jb0E  
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