[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。 lJz?QI1  
Kj1#R
 
1. 建模任务 #QyK?i*  
MTFVnoZMQ_  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 }T1Xds8w)t  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ]9yA0,z/  
YK=#$,6  
2. 建模任务：正弦光栅 <DlanczziF  
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x-z方向(截面视图) Zy+QA>d|  
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光栅参数： /K<GN7vN  
 周期：0.908um (=3&8$  
 高度：1.15um "<n"A7e  
(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) C4SD  
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3. 建模任务 .V)2T
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Tdmo'"m8z_  
 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。 YQ8x6AJ  
~C*6V{Tj  
 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。 Sy0s`\[  
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4. 光滑结构的分析 ~9/nx|%D  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 !.GY~f<d$  
 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% {arjW3~M:  
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5. 增加一个粗糙表面 E_I6  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 d?qO`- ~$  
 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。 $6?KH7lA  
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?(L?X&)v  
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~)CU m[:oM  
= Ow&UI  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 m?CjYqvf  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 owVUL~  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 F-OZIo  
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6. 对衍射级次效率的影响 7Sv5fLu2  
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粗糙度参数： !-o||rt  
 最小特征尺寸：20nm =,;3z/k%  
 总的调制高度：200nm 9-<V%eNX  
 高度轮廓 qhGhUyNX  
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x,*t/nzR  
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 效率 WW/m /+  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 NOr*+N\  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm uUB%I 8  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 lMf5F8  
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q&S.C9W  
 效率 v2z
/|sG  
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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。 ;rdLYmmx^  
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粗糙度参数： ,Yt&PE  
 最小特征尺寸：40nm r?>Hg+  
 总调制高度：200nm *==nOO9G  
 高度轮廓 PG]mwaj])  
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 效率 Q9V4-MC9  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 6%y: hLT  
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粗糙度参数： WSwmX3rn  
 最小特征尺寸：40nm (3*Hl  
 全高度调制：400nm / /rWc,c  
 高度轮廓 nuA!Jln_  
Kf5p*AI  
d)sl)qt}0  
 效率 VX%\_@  
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e.H"!X!0#H  
 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。 (#Aq*2Z.  
U.x.gZRo[  
7. 总结 l<6/ADuS  
 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)。 ylJlICK  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 gf>5xf{M  
 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。 [J3;U6  
 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。 *?'T8yf^  

经典，学下。。。，，