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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。 .Zz7LG{  
    >\Pj(,'  
    1. 建模任务 T:n ^$RiT  
    Z#V\[  
    J)& +y;.  
     一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化 4Lq]yUj  
     对于该仿真,采用傅里叶模态法。 W@}5e-q)O  
    I:7,CV  
    2. 建模任务:正弦光栅 ?S7:KnU>K  
    oRF"[G8BV  
    x-z方向(截面视图) P@![P Ij  
    7i8qB462  
    Q$5:P&  
    光栅参数 qUg4-Z4  
     周期:0.908um j_<n~ri-  
     高度:1.15um C&"2`ll  
    (这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) 3CRBu:)m  
    tzN;;h4C  
    3. 建模任务 3"%44'  
    |hyr(7  
    dgD%I  
    ^aoLry&i=  
    P &._ -[  
    VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 e-meUf9  
    u^[v{hv'H  
     利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 '.<"jZ  
    iB_j*mX]  
    ikiy>W8  
    ,i.P= o  
    4. 光滑结构的分析 }7v2GfEkM  
    &zy9}4w,  
    >>xV-1h:  
    )g F9D1eA  
     计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 >,2],X"G  
     对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% <K'gvMG[  
    RO8Ynm2 <  
    J[AgOUc  
    ti% e.p0[  
    5. 增加一个粗糙表面 )Ggx  
    K; lC#  
    5xKR ]u  
     VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Pl6=._  
     因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 d(XWt;KK  
    B!anY}/U  
    ?[">%^  
    1vb0G ;a;|  
    ;_ton?bF  
    eL!6}y}W  
    de=T7,G#  
     该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 iiscm\  
     第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 eu;^h3u;b  
     第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 K-5)Y+| >  
    JN!YRcj  
    bcNYoZ8`  
    8uiQm;W  
    6. 对衍射级次效率的影响 zYsGI<4  
    7h~M&\M  
    "k/@tX1:R  
    粗糙度参数: Hua8/:![+  
     最小特征尺寸:20nm 3 Gkw.  
     总的调制高度:200nm -:q7"s-}b  
     高度轮廓 (PF (,B  
    Rz]bCiD3 B  
    )M~5F,)  
    g9JtWgu  
    d8po`J#nb  
     效率 ly@CX((W  
    @P?*<b{  
     粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ^;d;b<  
    =JkSq J)?  
    '%N p9Iqt  
     粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm 8iRQPV-"_  
     总调制高度:400nm 高度轮廓 Iq*7F5B  
    [<hiOB  
    JAK*HA  
    ,D1QJPM  
     效率 H2}i .  
    DS yE   
    由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 Kt(p|  
    hSmM OS{  
    粗糙度参数: B!0[LlF+  
     最小特征尺寸:40nm t{9Ph]e  
     总调制高度:200nm QHK$  
     高度轮廓 p[Es4S}N  
    ,bJx| K  
    2Xosj(H  
    b,wO^07-3^  
     效率 7VraWW`H'  
    5VfP@{  
    gTT-7  
    =0S7tNut  
     更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 -zt\we qA  
    `{%*DHa  
    x UYSD  
    粗糙度参数: EHOdst  
     最小特征尺寸:40nm /e}k7U,^  
     全高度调制:400nm X'Oo ogu  
     高度轮廓 YA jk'  
    Wo&i)S<i0F  
    eF9LZ"-s  
     效率 lU?"\m  
    =S,^"D\Z:  
    9I9)5`d|Jn  
    Ua4} dW[w  
    -{?Rq'H  
     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。 n(L {2r  
    Uvp?HZ\Z  
    7. 总结 ]TQjk{X<  
     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)。 _Uq'eZol  
     对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 =~)n,5  
     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。 F~ :5/-zs  
     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。
    <NUZPX29  
     
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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。。。,,