[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.mVz,k3  
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1. 建模任务 ;3 |Z}P  
P}dhpU  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 M:*^k  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 TGe)%jZ  
D-GIrw{>5  
2. 建模任务：正弦光栅 kS@6'5U  
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x-z方向(截面视图) Fo0dz  
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E}*   
光栅参数： MK*WStY  
 周期：0.908um 'W>Zr}:  
 高度：1.15um GdxMHnn=  
(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) q!5 *)nw"  
K:i{us`  
3. 建模任务 13X0LN  
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 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。 ~PoBvH
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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。 U!0 Qf7D  
v@6TC1M,  
6@2 S*\&  
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4. 光滑结构的分析 n$ri:~s  
E903T''s  
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nmLn]U=  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 b`4R`mo  
 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% :OF:(,J  
4|&7j7<u  
Q}?yj,DD  
^Ms)T3dM  
5. 增加一个粗糙表面 IQZBH2R  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 H?dmNwkPY  
 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。 \L
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;CU<\  
 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 &,,s"&  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 wff&ci28  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 rf+'U9  
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6. 对衍射级次效率的影响 })V9d  
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粗糙度参数： ta>:iQa  
 最小特征尺寸：20nm Zho d%n3  
 总的调制高度：200nm sXzxEhp  
 高度轮廓 XE
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N|c;Qzl
 
 效率 m~%\f8w-x  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 )v1n#m,W  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm Hm|8ydNs  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 sQrP,:=r#  
5V&3m@d0aq  
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 效率 dzMlfJp  
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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。 +CL`]'~;E-  
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粗糙度参数： n}(/>?/  
 最小特征尺寸：40nm S%zn
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 总调制高度：200nm 9~i=Af@  
 高度轮廓 f QSP]?  
c3,YA,skb!  
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 效率 w.w(*5[  
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rw(EI,G  
: p# 5nYi  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 -\C;2&(  
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粗糙度参数： 5Fa.X|R~  
 最小特征尺寸：40nm F uYjrzmx  
 全高度调制：400nm '/l<\b/E  
 高度轮廓 V0 70o
Z  
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{/|RKV83  
 效率 g i>`  
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o@T-kAEf-.  
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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。 D@.+B`bA  
+%E)]*Ym  
7. 总结 #R^^XG`1  
 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)。 Z'hHXSXM  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ZQ@Ul  
 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。 @J~hi\&`  
 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。 \\U,|}L .  

经典，学下。。。，，