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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。 Xs4G#QsA J  
    Ag]Hk %  
    1. 建模任务 I} ]s(  
    a^L'-(  
    vdulrnGqL  
     一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化 xtS0D^  
     对于该仿真,采用傅里叶模态法。 A@EUH  
    FefS]G  
    2. 建模任务:正弦光栅 wqn }t]  
    KDAZG+u+  
    x-z方向(截面视图) m,]h7xx  
    Q0_|?]v  
    K@=_&A!  
    光栅参数 `{@?O%UB  
     周期:0.908um ])T_&%  
     高度:1.15um u $T'#p1  
    (这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) 9TE-'R@  
    WB|SXto%4D  
    3. 建模任务 z:tu_5w!,  
    #kEa&Se  
    *j|BSd P  
    6EX8,4c\  
    DO=zxdTI!  
    VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 Xn8r3Nb$A  
    b"#|0d0  
     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。 Qte'f+  
    D\G P+Ota  
    Y]1b3 9O  
    \ 5^GUT  
    4. 光滑结构的分析 $zV[- d  
    rsvGf7C  
    #%tN2cFDN  
    (A8X|Y  
     计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 }q@Jh*  
     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% yn5yQ;  
    2f@gR9T  
    v.I>B3bEg  
    {wp"zaa  
    5. 增加一个粗糙表面 E%C02sI  
    E MKv)5MH  
    liq9P,(  
     VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 s5ddGiZnBT  
     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。 (f|3(u'e?  
    $q;dsW,8  
    9ozUg,+Z|J  
    s4c2  
    Rm!Iv&{  
    e|ngnkf(G  
    kC)ye"r  
     该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 :X;' 37o#q  
     第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ,.<l^sj5  
     第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 eu|cQ^>  
    ]\<^rEU  
    M7;P)da  
    @{!c [{x,T  
    6. 对衍射级次效率的影响 {` Lem  
    J0M7f]  
    \{[Gdj`  
    粗糙度参数: ?F9:rUyN  
     最小特征尺寸:20nm p M:lg  
     总的调制高度:200nm xW\iME  
     高度轮廓 &8 ~+^P1w  
    [,TuNd  
    LHb(T` .=  
    a$SGFA}V  
    r0)X]l7  
     效率 DLv\]\h}L  
    zviEk/:zm  
     粗糙表面对效率仅有微弱的影响 u<l[S  
    + AyrKs?h  
    -*u7MFq_  
     粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm 2\M^ _x$N  
     总调制高度:400nm 高度轮廓 |A#pG^  
    ?E0j)P/ (  
    Q9 b.]W  
    /MB3w m  
     效率 "$*&bC#dE  
    |P si?'4  
    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。 ~4\J }Kn  
     ((}T^  
    粗糙度参数: !A )2<<4  
     最小特征尺寸:40nm `)5E_E3  
     总调制高度:200nm %EuJ~;x(Mg  
     高度轮廓 fG107{!g=  
    w]hs1vch  
    0?KY9  
    _h2axXFhT  
     效率 p^~ AbU'6~  
    VFj}{Y  
    0HA`  
    |^^'GZ%a  
     更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 v&p|9C@  
    3,2|8Q,((!  
    RCSG.*%%I  
    粗糙度参数: iX]Vkx  
     最小特征尺寸:40nm IvFxI#.ju  
     全高度调制:400nm X\:;A{  
     高度轮廓 )_eEM1  
    ]Z?y\L*M-  
    qU(,q/l  
     效率 ;by` [)  
    nm)H\i  
    ]o18oY(  
    rz%8V igb  
    ToWiXH)4  
     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。 7JvBzD42  
    a\60QlAk~  
    7. 总结 b*w@kLLN  
     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)。 1 PL2[_2:  
     对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 o}q>oa b z  
     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。 N8!V%i?  
     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。
    _?"P<3/iF  
     
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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。。。,,