[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。 jUg.Y98  
Y,;$RV@g  
1. 建模任务 U{%N.4:   
)Fw{|7@N  
'hn=X7  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 UxS@]YC  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 Se>"=[=  
oGa8#>  
2. 建模任务：正弦光栅 ->29Tns  
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x-z方向(截面视图) NP_b~e6O=  
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光栅参数： ;\[el<Y)s  
 周期：0.908um U6M3,"?  
 高度：1.15um y%4G[Dz  
(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) NL76 jF  
nm.~~h+8M  
3. 建模任务 X \GB:#:X  
yQ{xRtNO  
rs?"pGz;  
1y)|m63&  
2&Hn%q)  
 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。 ? pkg1F7  
;[}<xw3):  
 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。 map#4\  
E"{2R>mU~  
Sgy_?Y  
p[Yja y+  
4. 光滑结构的分析 _T)G?iv:&  
_xVtB1@kLM  
!J@!P?0. C  
}q~M$  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 3xU in  
 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% }&I^1BHZs  
8H})Dq%d7  
Ous_269cM  
4?s ~S. %  
5. 增加一个粗糙表面 D3BNA]P\2@  
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zld[uhc>  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 l0%qj(4`6&  
 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。 i& ,Wg8#R  
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!L)~*!+Gf  
lNw8eT~2
 
ZI8*PX%2  
r6#It$NU  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 Q#} 0pq  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 $B3<"  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 (4WAoye|  
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6. 对衍射级次效率的影响 `?H yDny  
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粗糙度参数： v[O}~E7'  
 最小特征尺寸：20nm !&k}YF  
 总的调制高度：200nm :s}6a23  
 高度轮廓 ? V0!N;  
G; *jL4  
PDEeb.(.  
S3G9/  
yG`J3++ S  
 效率 2qF ?
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S-$N!G~!  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 (pl|RmmDz  
nX|f?5 O  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm g{_wMf  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 7t@r}rC,K  
gC+PpY#2h  
vl"l  
0^L>J"o  
 效率 ^bZ'z  
^4\hZ
 
 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。 B`)gXqBt  
j<HBzqP%6  
粗糙度参数： <h*r  
 最小特征尺寸：40nm a%"27 n(M  
 总调制高度：200nm Cmsg'KqqT  
 高度轮廓 R@+%~"Z  
<;R}dlBASW  
:?*|Dp1  
+p%!
G1Yz  
 效率 M_+"RKp  
v|WTm#  
?OYK'p.  
E=-ed9({:  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 OVo3.  
xnfMx$fD  
t8}R?%u  
粗糙度参数： -8r';zR  
 最小特征尺寸：40nm .}wVM`81z  
 全高度调制：400nm  MYD`P2F  
 高度轮廓 CTG:C5OK  
DxFmsjX[L  
e#+u8LrN  
 效率 7<T1#~w4L  
Ly7|:IbC  
W7_j;7'  
co93}A,k  
CWTPf1?eB  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 S[2uez`  
2~*J<iO&l  
7. 总结 t==CdCl  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 !R;NV|.eI6  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ","O8'$OC  
 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。 m ll-cp  
 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。 ?YeUA =[MC  

经典，学下。。。，，