[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。 7 !$[XD  
fC[za,PXaE  
1. 建模任务 DsejZ
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f#=c=e-A  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 j-":>}oW2.  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ]1|P|Jp  
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2. 建模任务：正弦光栅 83n%pS4x  
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x-z方向(截面视图) qOwql(vX  
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光栅参数： ){*+s RBW  
 周期：0.908um %up?70  
 高度：1.15um O$<>v\NC?  
(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) lH}KFFbp  
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3. 建模任务 m
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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。 xT%`"eM}  
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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。 l3
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JZ:@iI5>+  
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4. 光滑结构的分析 X\AH^I6S  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ^[M{s(b  
 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% 7?$?Yu  
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i[v4[C=WB!  
5. 增加一个粗糙表面 [nTI\17iA  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 8xAV[i  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 UB/> Ro  
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Cn{Hk)6  
lW+mH=  
l<6u@,%s  
LeKovt%  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
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 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 i"^>sk  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 3k Ci5C  
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i0vm00oT  
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6. 对衍射级次效率的影响  : T*Q2  
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粗糙度参数： KZm&sk=QM-  
 最小特征尺寸：20nm d#k(>+%=Q  
 总的调制高度：200nm *{g3ia  
 高度轮廓 YR%iZ"`*+O  
+iVEA(0&$  
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 效率 nhV"V`|d  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 y.rN(  
IGlR,tw_/  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm iI3:<j l  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 18X@0e  
v}B%:1P4  
S;|:ci<[=  
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 效率 Q;h.}N8W  
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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。 i?00!t  
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粗糙度参数： x7j#@C  
 最小特征尺寸：40nm _(W@FS  
 总调制高度：200nm &#r+a'  
 高度轮廓 8{ zX=  
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)2}R1K>  
 效率 rIyH/=;  
s#2t\}/  
bJ^JK  
$] 6u#5  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ,:_c-d#
 
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粗糙度参数： mH*ldf;J;=  
 最小特征尺寸：40nm FpoHm%+  
 全高度调制：400nm %!aU{E|@_  
 高度轮廓 .sMs_ 5D  
Z\&f"z?L  
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 效率 sI ,!+  
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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。 e#Tv5O  
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7. 总结 @d75X YKu  
 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)。 ;>6< u.N  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 7"(!]+BW!O  
 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。 rhv~H"qzW  
 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。 U82a]i0  

经典，学下。。。，，