[技术]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。 69`*u<{PC  
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1. 建模任务 KN>h*eze  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 7m}fVLk  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ,5AEtoF  
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2. 建模任务：正弦光栅 Pz0TAb  
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x-z方向(截面视图) "8~PfLJ+  
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光栅参数： }daU/  
 周期：0.908um Ys|SacWC  
 高度：1.15um kI2+&  
(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) YOUB%N9+  
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3. 建模任务 ^'fgQyj  
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 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。 >?6HUUQ  
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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。 #%w)w R3  
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8H`L8: CM  
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4. 光滑结构的分析 ;--D?Gs]Qr  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 `6;$Z)=.  
 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% Kr;=4xg=  
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M?GkHJ%!  
5. 增加一个粗糙表面 .2s^8gO  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 vVrM[0*c  
 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。 eTay/i<-  
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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)。 L./c#b!{  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 `xx3JQv[  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 @|bJMi  
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6. 对衍射级次效率的影响 WtaOf
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粗糙度参数： El: @l%  
 最小特征尺寸：20nm 1iNMgA  
 总的调制高度：200nm 9*huO#  
 高度轮廓 |\/\FK]?]  
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 效率 1ltW9^cF}  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 f-ceDn  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 72.Msnn  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 {?2|rv)  
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 效率 ~P"Agpx3u  

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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。 Jj5VBI!Ok  
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粗糙度参数： G_,9h!e  
 最小特征尺寸：40nm s{
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 总调制高度：200nm EtaKo}!A}  
 高度轮廓 eU,FYJt9  
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 效率 kS=nH9  
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ZRx@  
12m-$/5n+  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。
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粗糙度参数： 
f1+  
 最小特征尺寸：40nm `]]<.>R  
 全高度调制：400nm k?TZY|_  
 高度轮廓 x[Hx.G}5+  
FfrC/"N  
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 效率 /3K)$Er  
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P}UxA!  
G &NK  
 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。 %7P]:G+Y\  
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7. 总结 UZrEFpi  
 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)。 *Egg*2P;"Q  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 b;5j awG  
 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。 -,T!/E  
 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。 ~:o$}`mW  

经典，学下。。。，，