[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。 )Y 9JP@}T
 
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1. 建模任务 ZhYOz  
I+g[ p  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 _NkbB"+L  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 QX>Pni  
\&.]!!Q  
2. 建模任务：正弦光栅 #t?tt,nc}  
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x-z方向(截面视图) %VmHw~xyF:  
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光栅参数： 9~6)u=4sS"  
 周期：0.908um n2(@uT&>  
 高度：1.15um 1GI/gc\  
(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) j_Qkw ?  
q;L~5q."E  
3. 建模任务 aEwwK(ny  
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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。 9e>Dqlv  
UqEpeLK  
 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。 & U6bOH%P  
L-QzC<[F/  
XLxr@1   
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4. 光滑结构的分析 bL"!z"NA  
P_8z'pYd>  
568qdD`PS  
RJO40&Z<Z  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 iw)^;8q  
 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% ?O.1HEr  
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[d}AlG!  
5. 增加一个粗糙表面 r[Zg$CW  
K>x+*UPL  
u[;,~eB%w  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 WjVj@oC  
 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。 -
T+7u  
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daakawn+  
?N/6m  
L}x,>hbT  
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k;W`6:Kjp  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 S#wy+*  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 QFYO_$1Y)  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 *%,{<C,Y  
eK=<a<tx  
\8e27#PJR  
H:jx_  
6. 对衍射级次效率的影响 +'f+0T\)  
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粗糙度参数： ]1k"'XG4,  
 最小特征尺寸：20nm Y!C8@B$MR3  
 总的调制高度：200nm O<EFm}Ae  
 高度轮廓 \)'o{l&  
<yq kJ  
|>U:Pb(  
IVblSiFF  
]#*S. r]  
 效率 mtunD;_Dek  
rrL gBeQa  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Tb@r@j:V  
^}PG*h|  
Jv+N/+M47  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 1q7Y,whp  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 o&Vti"fpC  
8uZM%7kI6+  
|0Y: /uL#)  
UG5AFZ\  
 效率 H/?@UJ5m  
`{GI^kgJ9  
 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。 V~%C me  
XHER[8
l  
粗糙度参数： Q2(K+!Oe  
 最小特征尺寸：40nm o,D7$WzL  
 总调制高度：200nm rUL_=>3  
 高度轮廓 q<Sb>M/
\,  
|DBj<|SX  
Pn|;VCh  
(<ZpT%2  
 效率 DY(pU/q  
suF<VJ)&s  
 Z,Z4Sp  
"!F%X%/  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 yPXa  
WNmG
'hlA  
j2GTo~muq  
粗糙度参数： w28&qNha  
 最小特征尺寸：40nm }gR!]Cs)^  
 全高度调制：400nm *&nIxb60b{  
 高度轮廓 Z&![W@m@0N  
=Sp+$:q*  
9m+ejTK{U  
 效率 `$oy4lDKQ  
q4y sTm  
2P(6R.8;6  
-2/&i  
b2 5.CGF  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 RoLN#  
h; "pAE  
7. 总结 dMlJ2\]u  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 + \jn$>E  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 \~BYY|UB;W  
 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。 7RZ HU+  
 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。 JUpb*B_z  

经典，学下。。。，，