[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。 ]E\o<"#t/  
9H9 P'lx9  
1. 建模任务 ^#T@NN0T  
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P5Y:c@
u2  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 0HA`  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 $ \j/s:Y  
`<1o}r 7i  
2. 建模任务：正弦光栅 "#d>3M_  
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x-z方向(截面视图) 60B6~@]P  
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光栅参数： A{Jp>15AVg  
 周期：0.908um owDp?Sy}E  
 高度：1.15um ~ [k0ay  
(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) 0drt,k  
C:+-T+m[  
3. 建模任务 1&JPyW  
Y[l*>}:w  
tONX<rA|]  
x{_:B DY  
kcg{z8cd'r  
 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。 B|9)4f&\=R  
W_:3Sj l'  
 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。 +yvtd]D$2W  
+ niz(]  
cn62:p]5  
c]SXcA;Pmv  
4. 光滑结构的分析 hXBAs*4DV8  
jlvh'y`  
[Yr}:B <  
cZB?_[Cp  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 F xek#  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% Hd*e9;z  
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zl?Gd4  
5. 增加一个粗糙表面 87; E#2  
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r'  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 GRM:o)4;#  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 +ZFw3KEkz  
CD}::7$  
99<]~,t=5  
=<yMB d\  
-;NGS )RM  
/V-uo(n< .  
=geopktpf  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 >6Y@8 )  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 bSa%?laS  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 cQg:
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k P]'  
+D7>$&BD  
6. 对衍射级次效率的影响 |/^ KFY"  
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粗糙度参数： @c;XwU]2t  
 最小特征尺寸：20nm .r ,wc*SF  
 总的调制高度：200nm {}.M(nPtv;  
 高度轮廓 dC'8orFG+  
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k^VL{z:EWB  
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 效率 v11Uw?CM  
?04jkq&  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 >W?i+,g  
+ d?p? v  
v2Ft=_*G|  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm .1{:Q1"S  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 '6g;UOx^=  
1U)U{i7j  
u~O9"-m !V  
PJfADB7Y  
 效率 > J
.q3  
u0Q6+U  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 g5&ZXA  
v[Mh[CyB  
粗糙度参数： ahh&h1q7|  
 最小特征尺寸：40nm oV/:T\Qn=  
 总调制高度：200nm AU$<W"%R  
 高度轮廓 eoj(zY3  
=67ab_V  
tZXq<k9  
wC>}9
OM  
 效率 q!10G  
c9ye[81  
2%?Kc]JY9  
tf3R  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 #x+7-hi  
WJlJD*3  
BT^Im=A  
粗糙度参数： ZGw6Bd_I  
 最小特征尺寸：40nm 9oj#5Hq  
 全高度调制：400nm `_iK`^(-  
 高度轮廓
Dz3~cuVb  
Cl8S_Bz  
x'v-]C(@  
 效率 |4C5;"Pc  
Z!+n/ D-1  
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~v@.YJoZ4Z  
!59,<N1Iu  
 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`- [  
7](aPm8  
7. 总结 mIe 5{.m#  
 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)。 J[{ R:l\  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 C14"lB.  
 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。 {^.q
6,l  
 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。 P67*-Ki  

经典，学下。。。，，