[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。 f"SK3hI$p  
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1. 建模任务 B}0!b7!  
OJ r~iUr  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 "/Pq/\,R|  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 GQ2/3kt  
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2. 建模任务：正弦光栅 Z):Nd9  
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x-z方向(截面视图) ZlP+t>  
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光栅参数： `T{'ufI4B  
 周期：0.908um 0ZJj5<U  
 高度：1.15um nx{MUN7  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) PU8dr|!  
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3. 建模任务 <iB5&  
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 H$.K   
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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。 et?FX K"y  
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(eSsx/  
8N \<o7t%  
4. 光滑结构的分析 yK-DzAv  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 qA"BoS
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 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% AEkjyh\  
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W4UK?#S+  
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5. 增加一个粗糙表面 S=\cF,Zs  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 <@P. 'rE  
 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。 @)U;hk)j;  
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HQ]mDo  
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@dx8{oQ  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 7Mk>`4D'c  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 .>z1BP:(  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 `mA;1S  
i&?\Pp;5-j  
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6. 对衍射级次效率的影响 '~ H`Ffd.  
zw+RDo  
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粗糙度参数： Va?i#<a  
 最小特征尺寸：20nm h3-^RE5\`S  
 总的调制高度：200nm 6~Dyr82"B  
 高度轮廓 ` Nf  
S~)`{ \  
eh> |m>JY  
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 效率 / g{8  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 DP0@x+`k  
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X$b  
heL`"Y2'y>  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm `a83bF35  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 j#~~_VA~  
^b$_I31D  
Wy}^5]R0E  
2x9.>nwhb  
 效率 @&Z^WN,x  
K1^7v}P  
 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。 ZE-vroh  
n~]"sTC}&  
粗糙度参数： g'b|[ q  
 最小特征尺寸：40nm #:+F  
 总调制高度：200nm tjt^R$[@  
 高度轮廓 Kei0>hBi  
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+<.o,3  
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 效率 CgmAxcK  
LWm1j:0  
NLK1IH#  
i%[gNh  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 8toOdh  
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l cHf\~  
粗糙度参数： C\;l)h_{  
 最小特征尺寸：40nm h x&"fe  
 全高度调制：400nm 8QK8q:|  
 高度轮廓 nq HpYb6I0  
YI ?P@y  
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 效率 "gJ.mhHX  
Y(bB7tR  
*U,JQ  
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AWb9Yk  
 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。 JPAjOcmU/  
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7. 总结 #Zw:&' QB  
 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)。 5{k,/Z[L  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 \c4jGJ  
 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。 E`I(x&_  
 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。 6ICW>#fI`  

经典，学下。。。，，