[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。 p&7>G-.  
X- zg  
1. 建模任务 JSM{|HJxh  
_\[Zr.y  
yuND0,e  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 /)|*Vzu  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 G2mv6xK'  
}Vt5].TA  
2. 建模任务：正弦光栅 {_ocW@@  
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x-z方向(截面视图) W6Hiqu+  
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光栅参数： %FwLFo^v  
 周期：0.908um -" DI,o  
 高度：1.15um VB Ce=<  
(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) E|No$QO
)  
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3. 建模任务 $ _ gMJ\{  
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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。 IE
3GM
^7\  
il*bsnwpZv  
 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。 Od!j+.OY<  
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C; ! )<(Vw  
4. 光滑结构的分析 ^K3{6}]  
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IKpNc+;p  
x;ujR<  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ^Xh9:OBF  
 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% \OOj]gAe  
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K{N#^L!  
Y1+f(Q  
5. 增加一个粗糙表面 ) ><{A  
Hq=RtW2  
(d_{+O"  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 D9JT)a  
 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。 Ehg5u'cj  
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~W!sxM5(*  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 #qHo+M$"  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 UAa2oY&  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 i4AmNRs  
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6. 对衍射级次效率的影响 a Z ^SK|E  
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粗糙度参数： ]ZZ7j  
 最小特征尺寸：20nm !qT.D:!@zF  
 总的调制高度：200nm Aqq%HgY:t  
 高度轮廓 ?mnwD]u  
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 效率 W%
) foJ  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 +Nyx2(g<m  
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|/uP  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm pz~AsF  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 Qr$uFh/y  
{}[S,L  
^2XoYgv  
b>?X8)f2e  
 效率 h$y1"!N(  
FX 0
^I 0  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 OP{ d(~+  
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粗糙度参数： 5YJ
LR;  
 最小特征尺寸：40nm &H`yDrg6U  
 总调制高度：200nm n"$D/XJO  
 高度轮廓 ,@8>=rT  
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9["yL{IPe  
 效率 rQ LNo,  
/\(0@To  
3L/>=I{5  
8}nA8J  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 #P<v[O/rA  
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粗糙度参数： 79z(n[^  
 最小特征尺寸：40nm l0 rZril  
 全高度调制：400nm M n3cIGL  
 高度轮廓 hT#[[md"  
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48Z{wV,  
 效率 [wi "
 
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fOF02WP^  
T1LtO O  
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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。 (Rve<n6{A  
Gmf.lHr$%  
7. 总结 @_YlHe
&W  
 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)。 z<hy#BIjnd  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 120<(#  
 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。 ,0[bzk  
 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。 oOnk,U  

经典，学下。。。，，