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    [技术]受粗糙光栅表面影响的光栅级次效率分析 [复制链接]

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    离线infotek
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-11-23
    该案例介绍了一个正弦光栅仿真,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。 ZP6x  
    N pXgyD  
    1. 建模任务 R+E_#lP_$  
    'sRg4?PT  
    Kr/h`RM  
     一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化 C~{NKMeC/m  
     对于该仿真,采用傅里叶模态法。 5, -pBep<  
    8Y\OCwO  
    2. 建模任务:正弦光栅 Y:%m;b$]  
    hB?,7-  
    x-z方向(截面视图) kqD*TJA  
    1iJ0Hut}d  
    N&fW9s}  
    光栅参数 O xT}I  
     周期:0.908um ut4r~~Ar  
     高度:1.15um }A1|jY)x  
    (这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) Yz=h"Zr  
    j9URl$T:  
    3. 建模任务 LAv:+o(m/  
    9jO`gWxV8*  
    5 [ ,+\  
    ;GE26Ymqly  
    djsz!$  
    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。 D[89*@v  
    @sw9A93A  
     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。  ofMu3$Q  
    nAo8uWG  
    -RG8<bI,  
    Z}8k[*.  
    4. 光滑结构的分析 )o#6-K+b  
    /!=U +X  
    URYZV8=B~  
    W/ g|{t[  
     计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 tYs8)\{  
     对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% \G$QNUU  
    FZe:co8Mu  
    vG]GQ#  
    C-llq`(d  
    5. 增加一个粗糙表面 o 'C~~Vg).  
    {y,nFxLq  
    XC|*A$x,  
     VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Dv<wge`  
     因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 =X%!YZk p  
    fy&#M3UA\U  
    x3Nkp4=Xd  
    ;>NP.pnA)  
    ,~(|p`  
    1ZT^)/G  
    \un sh^M  
     该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 VmN}FMGN  
     第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 !|:RcH[  
     第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 GI4?|@%vD!  
    gU l1CH&  
    Iq{o-nq  
    w6vLNX  
    6. 对衍射级次效率的影响 C<_ Urnmn  
    (O$}(Tn  
    1p8:.1)q  
    粗糙度参数: ]>5T}h  
     最小特征尺寸:20nm zhNQuK,L  
     总的调制高度:200nm gs?8Wzh90*  
     高度轮廓 /@VsqD  
    8tU>DJ}0  
    d] U`?A,  
    ]k[x9,IU\y  
    Hi^35  
     效率 K[kds`  
    +A@m9  
     粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Nepi|{  
    ^f9>l;Lb  
    5J  ySFG3  
     粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm ton1oq  
     总调制高度:400nm 高度轮廓 4S tjj!ew  
    ^w.]Hd 2  
    W!t{rI72  
    6 jmrD  
     效率 z<!O!wX_aI  
    le.anJAr  
    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。 rWA6X DM7  
    h\(B#SN  
    粗糙度参数: C,fY.CeI  
     最小特征尺寸:40nm x|8^i6xB  
     总调制高度:200nm 6D|p Qs  
     高度轮廓 JnY$fs*"  
    _ Hc%4I  
    oB p3JX9_f  
    qe<Hfp/p  
     效率 yNBv-oe5  
    SAR= {/  
    =NadAyv  
    6ZcXS  
     更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 msiu8E  
    w8p8 ;@  
    [ 7g><  
    粗糙度参数: eTT) P  
     最小特征尺寸:40nm S`0NPGn;@[  
     全高度调制:400nm 5Q W}nRCZ  
     高度轮廓 |#k@U6`SG  
    M 7rIi\4K4  
    :|rPT)yT]  
     效率 nq1 'F  
    /& r|ec5  
    M*w'1fT  
    sef]>q  
    nBkh:5E5%  
     对于较粗糙的表面,0级衍射效率大幅降低,而且±1级衍射效率的不对称性增大。 &kzj?xK=(j  
    (!3;X"l  
    7. 总结 -}P7$|O &  
     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)。 V^TbP.  
     对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 Or8kp/d  
     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。 RbEKP(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。
    ;'0=T0\  
     
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    离线ding_snoe
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    只看该作者 1楼 发表于: 2021-11-23
    经典,学下。。。,,