[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。 55c|O  
63
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1. 建模任务 +pn N!:q  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 oj_3ZsO  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 LW_f  
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2. 建模任务：正弦光栅 =D#bb<o  
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x-z方向(截面视图) v9O~@v{=  
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j+v=Ul|l  
光栅参数： 8k1Dj1@0z  
 周期：0.908um ^iw'^6~  
 高度：1.15um tc{sB\&-  
(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) |T)6yDL  
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3. 建模任务 h6`6tk  
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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。 FNY8tv*/x  
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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。 6h,(wo3Y  
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!s?nJ(p  
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4. 光滑结构的分析 cI?8RF(;  
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G@jZ)2  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 .qZ
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 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% H{?vbqQ  
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5. 增加一个粗糙表面 x%!s:
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 3!
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 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。
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P?B;_W+~A.  
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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)。 ?3zc=J"t  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 A5R<p+t6  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 K
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6. 对衍射级次效率的影响  fc-iAj  
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粗糙度参数： "haL  
 最小特征尺寸：20nm 5l2 ?  
 总的调制高度：200nm ADP%QTdqFJ  
 高度轮廓 O%
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X"e5Y!:M-  
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 效率 >dG;w
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 2ZMb<b4H  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm '\ey<}?5V  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 wq(7|!Eix  
LO khjHR  
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 效率 f~y%%+{p  
w?wG(+X7  
 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。 0y;*Cfi9  
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粗糙度参数： Q<'nE  
 最小特征尺寸：40nm qx8fRIK%  
 总调制高度：200nm kabnVVn~  
 高度轮廓 !GLz)#SBl  
S=<}:#;u0  
BJB^m|b)  
Gh}LlX!w  
 效率 o( RG-$  
K/b_22]CC  
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PMh^(j[  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 q
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粗糙度参数： KJ=6n%6  
 最小特征尺寸：40nm X;B\Kj`n  
 全高度调制：400nm sCis4gX.]  
 高度轮廓 %Bn?n{/  
\h DdU+  
*:t|qgJI#+  
 效率 v!Pb`LCqK  
OjF_ %5  
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v:o({Y 1Aq  
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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。 W?aI|U1  
pUq1|)g  
7. 总结 ,M6Sy]Aj  
 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)。 ( Qcp{
q  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 O<"}|nbmQ[  
 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。 wsN?[=l{s  
 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。 ~j5x+yC  

经典，学下。。。，，