[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。 Do(PdF6A  
QZ:v  
1. 建模任务 UT% #K%  
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89ZDOji?O  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 yCZ2^P!a
 
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 !__D}k,  
vr<)Ay  
2. 建模任务：正弦光栅 i{4'cdr?  
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x-z方向(截面视图) US"2O!u  
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c;nx59w]q  
光栅参数： nJW_a&'  
 周期：0.908um r$Yh)rp
t:  
 高度：1.15um m*OLoZVy  
(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) '=-s1c@^  
$)4GCP  
3. 建模任务 qW+=g]x\  
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P~n8EO1r  
6j?FRs  
oPp!*$V  
 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。 _95- -\  
N,h1$)\B#  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 Dg1kbO=2  
i#Ne'q;T  
]L[JS^#7  
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4. 光滑结构的分析 6yy|V~5  
N:"M&EUM  
Qo]vpp^[#  
6@*5!,  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ?r^ hmu"a  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% z(c@(UD-_  
EY,;e\7O,  
(rau8  
8Pl+yiB/o`  
5. 增加一个粗糙表面 LuQ"E4;nY%  
0\8*S3,q  
uEc0/a :.  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 xe"4u JO  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 x*5 Ch~<k  
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 '7S!6kd?  
{mCKTyN+  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 ^KaqvG$ed  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 CVyx lc>  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 Zj%B7s1A  
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f.U0E6-(3N  
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6. 对衍射级次效率的影响 0~PXa(!^K  
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粗糙度参数： bQ|#_/?  
 最小特征尺寸：20nm j`[yoAH  
 总的调制高度：200nm doxdRYKL  
 高度轮廓 !0>!tW  
Fy4<  
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2|T|K?R^  
 效率 _rWM]  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 i?&4SG+2~K  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm Qwp\)jVi  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 YYZs#_  
CA~em_dC  
h;4y=UU  
O&rD4
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 效率 zezofW]a  
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 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。 $~w@0Yl  
A9fjMnw  
粗糙度参数： p ?Ij-uo"o  
 最小特征尺寸：40nm s&_
IWala  
 总调制高度：200nm x 1%J1?Fp  
 高度轮廓 ,\m;DR1  
do?S,'(g  
N$ qNe'b  
?}1JL6mF{  
 效率 UL@5*uiX  
^t^<KL;  
H(5ui`'s  
@=MZ6q  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 WW8YB"  
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粗糙度参数： FgHB1x4;  
 最小特征尺寸：40nm p)[BB6E  
 全高度调制：400nm /RXk[m-  
 高度轮廓 0N3tsIm>  
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56O<CgJF<  
 效率 LfjS[  
hNR>Hy\  
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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。 (

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7. 总结 yw3U"/yw  
 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)。 }HA2ce\  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 1,;qXMhK`;  
 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。 v^lm8/}NO  
 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。 %;B(_ht<-w  

经典，学下。。。，，