[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。 kN6jX  
$>T(31)c  
1. 建模任务 B`YD>oCN  
,/&|:PkS  
`FwE^_9d  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 j`#H%2W\;  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ]Upr<!  
ix"BLn]YZ  
2. 建模任务：正弦光栅 "wCx]{Di  
-f*5lk
O  
x-z方向(截面视图) [+L!c}#  
B|.A6:1g+  
]WK~`-3C^  
光栅参数： +BDW1%  
 周期：0.908um {<1uV']x  
 高度：1.15um bokr,I3  
(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) -d-xsP} s  
;p7R~17  
3. 建模任务 "gFw:t"VV  
I>q!co9n  
3Kc9*]D  
putRc??o;  
_2{2Xb  
 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+&K;  
>f4[OBc  
 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。 5gkQ6&m  
x3sX
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Cm]\5}Py  
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q`ah_  
4. 光滑结构的分析 >cpv4Pgm  
RI+Y+z  
{Us^4Xe  
\4>w17qng  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 xm5?C>vu(  
 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% K4]#X"  
4|\
  
JTObyAoW  
Q}cti/  
5. 增加一个粗糙表面 e*}:tH  
N|%r5%  
^cE{Uv  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 S}cR+d1}h  
 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。 dkY
JO!  
a:OMI  
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e"*1l>g  
>?_}NZ,y  
59p'U/|  
A@Lr(L  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 Qv g_|~n  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ^vTx%F  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 5;G0$M0  
C#
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 F=a  
OnhR`  
6. 对衍射级次效率的影响 c`&g.s@N\  
.C&kWM&j  
fUfd5W1"  
粗糙度参数： NFP h}D  
 最小特征尺寸：20nm E0l&d  
 总的调制高度：200nm ';!-a]N  
 高度轮廓 rA^=;?7Q  
`.dwG3R  
kr@!j@j$  
+v'2s@e` #  
FFcIOn  
 效率 h_\( $"  
5UOqS#"0  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 )v*k\:
Hw  
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'U*#71S  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm x%9Ca)r?}  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 p_%,JD  
w<zzS:PF*  
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GmE`YW  
 效率 mlLqQ<  
$CJf 0[|  
 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。 FCOa|IKsN  
HG< z,gE 2  
粗糙度参数： v=+3AW-|v  
 最小特征尺寸：40nm /hmDe
Po}  
 总调制高度：200nm l'
M/et{:  
 高度轮廓 $tI<MZ&Z  
U$y wO4.  
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T31F8K3x  
 效率 jIwN,H1$-  
1RX-`"^+  
r%WHYhD  
n*' :,m  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 &j ;91wEn  
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粗糙度参数： -;ra(L`  
 最小特征尺寸：40nm nqx0#_K-E  
 全高度调制：400nm r$-P  
 高度轮廓 :VWN/m  
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#H<}xC2  
 效率 J]zhwM  
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tZm`(2S  
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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。 n7Bv~?DM  
isy[RAP<  
7. 总结 Gc*=n*@^K  
 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)。 kOdpW  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 B2*>7 kc_s  
 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。 64'QTF{D  
 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。 f2pA+j5[  

经典，学下。。。，，