[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。 cow]qe6K  
(Qf"|3R4  
1. 建模任务 m~$S]Wf  
+,wCV2>\3  
(>.+tq}  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 g+ZQ6Hz  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 $<c;xDO&t  
)2lzPK t  
2. 建模任务：正弦光栅 BZUA/;Hz &  
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x-z方向(截面视图) v7Q=  
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光栅参数： >S]_{pb  
 周期：0.908um RlW7l1h&  
 高度：1.15um Wa{()Cz  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) sD_"  
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3. 建模任务 !`UHr]HJ  
ICbT{Mla  
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c+_F}2)  
Adyv>T9  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 PR{y84$  
yEvuTgDv  
 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。 !X 8<;e}2  
d|~A>YZ  
+|SvJ  
Hf^Tok^6@]  
4. 光滑结构的分析 W5#5RK"uX  
`%a+LU2  
Td6Gu"  
v<2B^(i}VB  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ,:G3Y )  
 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% ]n/fB|tE  
,pc\ )HR  
Vv]81y15Q;  
#!h +K"wX  
5. 增加一个粗糙表面 hhZUE]  
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L.]mC!  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ^KK9T5H  
 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。 [u=DAk?8  
eqFOPK5q  
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0xNlO9b/  
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XIrNT:h4  
I{V1Le4?  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 UdS
u:V|  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 _tGR:E  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 %5zztReI  
fK$N|r  
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/G>reG,G  
6. 对衍射级次效率的影响 wu2AhMGmw  
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粗糙度参数： bhFAt1h  
 最小特征尺寸：20nm wq( m%F  
 总的调制高度：200nm D(GAC!|/]  
 高度轮廓 (\^)@Y  
@c8s<9I]  
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K7x,>  
 效率 Q~'a1R  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Kk^tQwj/QE  
>:ZlYZ6sI  
B) 81mcy  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm N1V qK  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ;5*)kX  
P7Th94  
x+O}RD*G  
GMw|@?:{  
 效率 ,H3C\.%w\  
kUJ\AK  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 n9zS'VU  
%;.|?gR  
粗糙度参数： *5i~N}  
 最小特征尺寸：40nm tk^1Ga3  
 总调制高度：200nm ))n7.pB9/  
 高度轮廓 D&WXa|EOK  
cVZCBcKC?  
u+]v.Mt  
`9QrkkG+  
 效率 /HNZwbh]uJ  
tVhY=X{N?  
Bc4{$sc"O  
f77uqv(Y  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 -(n[^48K  
Po[u6K2&  
JH~ve  
粗糙度参数： pGi "*oZD  
 最小特征尺寸：40nm @=c{GAj  
 全高度调制：400nm Rk PY@>  
 高度轮廓 sz.(_{5!  
Z`xz|:D+  
S,5>g07-`  
 效率 lLHHuQpuj  
tR5zlm(}  
7"f$;CN?~  
m_H$fioha,  
,q#^_/?  
 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。 M* W=v  
<69/ZI),Y{  
7. 总结 SaEe7eHd  
 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)。 |}*k|  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 Gvt.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。 tg~&kaz  
 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。 xZ@H{):  

经典，学下。。。，，