[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。 %*/?k~53  
XKR?vr7A2  
1. 建模任务 TuX#;!p6  
FoEZ1O<  
zlXkD~GV  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 jo"[$%0`  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 bJe^x;J9  
np)-Yzr  
2. 建模任务：正弦光栅 #b{otc)  
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x-z方向(截面视图) a?D\H5TF-  
Z9!goI  
0"<gg5  
光栅参数： *emUQ/uvf  
 周期：0.908um ,ciNoP*-~%  
 高度：1.15um t#<q O6&B  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) fTH?t_e  
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3. 建模任务 /] R]7  
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U2SxRFs >  
(M[Kh ^  
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/EH@V|  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 E8?Q>%_  
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 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 x.45!8Zb  
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> m5j.GP;  
4. 光滑结构的分析 GR|Vwxs<@P  
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u/k#b2BqL  
Q}]Q0'X8  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 SYl:X  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% }F@`A?k  
&jg,8  
y0rT=kU  
bC)<AG@Z\  
5. 增加一个粗糙表面 ]YwIuz6]  
8U=M.FFp  
2{{M{#}S.  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 mu:Q2t^  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 ( XE`,#  
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5*4P_q(AxD  
m;[z)-&"  
~L4"t_-  
bt~-=\  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 3>?ip;  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。
}3N8EmS  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 &A%#LVjf  
)u[2TI1  
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o F@{&  
6. 对衍射级次效率的影响 dJCu`34Y'|  
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粗糙度参数： }g(aZ  
 最小特征尺寸：20nm %OW[rbE.  
 总的调制高度：200nm Tk+\Biq   
 高度轮廓 n>!E ]  
+IJpqFH  
%s<7|,  
o#w6]Fmc  
xazh8X0P  
 效率 &Vl,x/  
'OJXllGi  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Nz$OD_]  
m#8KCZS  
S;*,V|#QD  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm {feS-.Khv  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ,riwxl5*E/  
h2,AcM  
I,?bZ&@8  
u}#rS%SF*  
 效率 9lny[{9  
g]jtVQH']  
 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。 OE:t!66
 
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粗糙度参数： b8QW^Z  
 最小特征尺寸：40nm Jbs:}]2  
 总调制高度：200nm Qaagi `  
 高度轮廓 tD>m%1'&  
L{(r@Vu  
Sw(%j1uL  
)P|Ql-rE4  
 效率 4e*0kItC  
uw]e$,x?  
u5idH),<  
rhL<JTS  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 GW}KmTa]&  
v~@Y_`l  
0<i~XN0g  
粗糙度参数： hvpn=0@M  
 最小特征尺寸：40nm $SXF>n{}  
 全高度调制：400nm SuuWrt}5  
 高度轮廓 XFBk:~}sI  
%
DRDe  
2c+q~8Jv  
 效率  W#??fae  
%\-+SeC  
A.<X78!^  
{5_*f)$[H  
0<>iMrD  
 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。 )8iDjNM<  
)bcMKZ   
7. 总结 h`n>6I  
 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)。 -Fl3m  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 6^ KDc  
 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。 zpa'G1v  
 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。 <v{jJ7w  

经典，学下。。。，，