[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。 ?1uAY.~ZZB  
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1. 建模任务 y ^\8x^E
g  
Z7^}G=*  
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PH  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ?zEF?LJoK  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 Exr7vL  
>g&`g}xZQ  
2. 建模任务：正弦光栅 -eMRxa>  
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x-z方向(截面视图) wO#+8js  
[XXN0+ /  
lu_Gr=#O  
光栅参数： Pa}vmn1$  
 周期：0.908um ?la_ +;m  
 高度：1.15um Os{qpR^<I:  
(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) b5Pn|5AVj  
lI 1lP 1  
3. 建模任务 ={^#E?  
eW0=m:6  
7,TWCVap  
_LNPB$P  
N6;Z\\&0^q  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 0,/x#  
.a*$WGb  
 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。 <Xx\F56zp  
\0h/~3  
8:xo ~Vc  
l'QR2r7&.  
4. 光滑结构的分析 F6p1 VFs  
nY)Pxahm7  
OX4D'  
sFK<:ka  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 Q8y|:tb$Y  
 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% Br5Io=/wg  
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2
r,'4%G  
-(1\`g07  
5. 增加一个粗糙表面 )*h~dx_cm  
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09Y?!,  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 <q\) o_tH  
 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。 dH|^\IQ  
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sv"mba.J  
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Y)}%SP>,  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 f)Q]{cb6  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 +E|ouFI  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 N?0y<S ?!  
(PcK(C!}=\  
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6. 对衍射级次效率的影响 k&iDJt  
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粗糙度参数： x9l0UD*+g  
 最小特征尺寸：20nm vN:[  
 总的调制高度：200nm <0)ud)~u  
 高度轮廓 x}'4^Cv  
g ypq`F  
8G&+  
GA.bRN2CI2  
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 效率 I0+wczW,^  
PlH`(n#  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 F*t_lN5{  
ir:~*|  
D"4&9"CU  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 2BX GVo  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 QhQ"OVFr#  
(0#F]""\e  
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5<9/  
wZ8 MhE  
 效率 A]Tcj^#  
fGf-fh;s  
 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。 "C.7;Rvkp>  
UXPegK!  
粗糙度参数：  G].__]  
 最小特征尺寸：40nm tQ/ #t<4D  
 总调制高度：200nm
aq+IC@O  
 高度轮廓 yISQYvSN  
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[~c'|E8Q  
D&l,SD  
 效率 Secq^#]8  
RF~Ofi  
@ Rx6 >52>  
=lC;^&D-0/  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 M&/aJRBS  
9/1+BQ  
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粗糙度参数： k l!?/M  
 最小特征尺寸：40nm gZl
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 全高度调制：400nm N^ s!!Sbpq  
 高度轮廓 0vuKGjK  
PN"8 Y  
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 效率 sCtw30BL  
3<Z'F}lg  
]TBtLU3  
Fu4EEi  
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 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。 ~z K@pFeH  
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7. 总结 QGr\I/Y  
 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)。 u-QO>3oY6  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 !
ASoXQRz  
 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 e\.  
 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。 ,<$YVXe/  

经典，学下。。。，，