[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。 @U)k~z2Hk  
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1. 建模任务 q3SYlL'a  
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?r:`n  
CLn}BxgD  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 K4.GAGd  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 5:T)hoF@  
7UVhyrl  
2. 建模任务：正弦光栅 dI$U{;t  
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x-z方向(截面视图) 2A,iY}R  
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光栅参数： !+F6Bf  
 周期：0.908um X~#jx(0_  
 高度：1.15um 7?[{/`k~?  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) 3lW7auH4Y{  
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3. 建模任务 .5ItH^  
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hU]Gv)B  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 MT?;9ZV}  
v[}g+3a  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 3%J
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4. 光滑结构的分析 / }tMb  
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kv)IG$S0  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 j,%<16f^A  
 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% x9lG$0k:V  
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3r]m8
Hp  
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5. 增加一个粗糙表面 ~Wox"h}(  
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1638U1  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 7YLG<G!v)]  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 55<f  
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l@!V  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 #+<"`}]N  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 u6pfc'GGg  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 =MP?aH [  
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6. 对衍射级次效率的影响 >0kZ-M5  
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粗糙度参数： W ^MF3  
 最小特征尺寸：20nm q!sazVaDp  
 总的调制高度：200nm 6')pM&`t  
 高度轮廓 FK2* O  
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 效率 (/oHj^>3N`  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 tzKIi_2  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm Ns*&;x9  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 qMj
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Tw{}Ht_Qq  
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 效率 VPAi[<FzOG  
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 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 |IL/F]I  
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粗糙度参数： !T<4em8  
 最小特征尺寸：40nm h:J0d~u  
 总调制高度：200nm :7&-<ae2  
 高度轮廓 Wvg
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 效率 M$O*@])  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 }#0i1]n$D  
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粗糙度参数： R[%ZyQ_  
 最小特征尺寸：40nm 49gm=XPm  
 全高度调制：400nm O:'ENoQ:&  
 高度轮廓 d;<gwCc  
e)#O-y  
K]  
 效率 mn>$K"_k  
#%=6DHsK  
D<DSK~  
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sghQ!ux  
 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。 sb]{05:  
$CXMeY{tOo  
7. 总结 4=Wtv/ 3  
 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)。 ]I+"";oQGB  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ^uDNArDmj5  
 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。 %YH+=b:uW  
 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。 b%TS37`^[  

经典，学下。。。，，