[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。 _6m3$k_[MJ  
zFtGc  
1. 建模任务 ja;5:=8A5  
2f!oA~|2  
@;6}xO2  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。  {K9E% ,w  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 _")h %)f  
[!&k?.*;<  
2. 建模任务：正弦光栅 dNQSbp  
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x-z方向(截面视图) zcKC5vqb  
OQ7c|O  
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光栅参数： Qm#i"jvV  
 周期：0.908um ^I{]Um:  
 高度：1.15um "Cc"y* P  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) 3-bcY4  
gJ.6m&+  
3. 建模任务 @W
Hd(ka!  
2NknC>9(\  
;n!X% S<z*  
JJ?ri,  
f hG2  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 A{2$hKqHi  
uS#Cb+*F  
 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。 eH  
oRThJB  
2U'JzE^Do  
a<'$`z|s  
4. 光滑结构的分析 ,?<h] !aQ  
bM^A9BxD  
5?L:8kHsH  
0~b6wuFl  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 kQd[E-b7  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% &NjZD4m`=  
8ex:OTzn|  
2{kfbm-89t  
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5. 增加一个粗糙表面 'lsq3!d.  
;9p5YxD  
jfPJ5]Z  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ICbdKgLz  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 T{4fa^c2J  
(vsk^3R[6  
qm8n7Z/  
uAS8F=9xP  
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y2"S\%7$h  
vDeG20.?Z  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 gVA}?t;  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 uxMy1oy  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 FR,#s^kF  
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&={E  
D2%G.z  
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6. 对衍射级次效率的影响 =R;1vUio  
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粗糙度参数： QjjJtKz  
 最小特征尺寸：20nm XBWSO@M'  
 总的调制高度：200nm '"]>`=R  
 高度轮廓 PP[)h,ZL*  
JeTrMa2  
5@>4)dk\  
aU.0dsq  
tct5*.|  
 效率 D*T$ v   
,gL)~6!A  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 E}b>7L&w  
.A"T086  
7{+Io  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm n?e@):  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ^,Y~M_=  
Q$.V:#  
J'&B:PZObB  
K!-&Zv  
 效率 9u7n/o&8v6  
0(U3~k6  
 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。 $;)noYo  
$O~F>.
*  
粗糙度参数： zN)|g  
 最小特征尺寸：40nm 'x45E.wYw  
 总调制高度：200nm /[nZ#zj!3  
 高度轮廓 # McK46B z  
n$m]58w  
71L\t3fG  
rq'##`H  
 效率 ^aD
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J]|6l/i  
TM/|K|_  
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y-  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ^`TKvcgIc  
QSn;a 4f  
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粗糙度参数： c_-" Qo  
 最小特征尺寸：40nm HoIKx_  
 全高度调制：400nm hk"9D<&i>b  
 高度轮廓 A4#3O5kij  
3lLW'g&=  
CSG+bqUG  
 效率 c>u>Pi;Z  
Y>78h2AU  
=2;mxJ#o  
B{OW}D$P#  
+B`'P9Zk@  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 4+/
fP  
Pghva*&  
7. 总结 EU^}NZW&v:  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 \'s$ZN$k  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 "UhK]i*@l  
 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。 9
&O#+FU  
 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。 n!kk~65|  

经典，学下。。。，，