[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。 >St]MS
 
Dht,!LVb;  
1. 建模任务 @fjVCc;  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 bUcq LV  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 5;:P^[cH9  
*3A`7usU  
2. 建模任务：正弦光栅 71)DLGL  
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x-z方向(截面视图) 'h]sq{  
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m+3U[KKvG  
光栅参数： BAy]&q|.  
 周期：0.908um gk-g!v&  
 高度：1.15um e\Igc.  
(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) v;=|-y  
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3. 建模任务 ,)u7PMs  
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VZo,AP~  
uaiCyh1:  
N\f={O8E  
 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。 p K=  
O|ODJOQNol  
 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。 ZJZKCdT@  
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J/-&Fa\(  
4. 光滑结构的分析 jE.yT(+lW  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 1G6 %?Iph  
 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% X{-@3tG<r  
I7[F,xci  
r=S6yq}  
.#BWu(EYV  
5. 增加一个粗糙表面 Pl9Ky(Q`V  
FxK2 1  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 SniKCqmC]  
 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。 +CQ$-3  
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4  
eG F{.]  
kN'.e*  
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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)。 l&2}/A  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 'IykIf  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 9^AfT>b~f  
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6. 对衍射级次效率的影响 E+tV7xa~  
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粗糙度参数： faqh }4
 
 最小特征尺寸：20nm L FncY(b  
 总的调制高度：200nm X (0`"rjg  
 高度轮廓 hj<h]dhp  
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 效率 9pPohR*#V  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 4uSC>  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm /Ayo78Pi  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 4|EV`t}EV  
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 效率 ;t_'87h$y
 
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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。 VEtdp*ot  
'Drz6K_KrP  
粗糙度参数： ~$@~X*K~  
 最小特征尺寸：40nm u5LrZt]k  
 总调制高度：200nm
"'8^OZR  
 高度轮廓 2/coa+Qkv]  
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x U1](O  
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 效率 P*\h)F/3}t  
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{~lVe GBp  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 2VY.#9vl  
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粗糙度参数： js~?y|e8k  
 最小特征尺寸：40nm R54wNm@  
 全高度调制：400nm C@7<0w  
 高度轮廓 ( \ \BsK  
x_yQoae  
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 效率 .ZzxW  
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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。 Tw{}Ht_Qq  
NukcBH  
7. 总结 (#t"u`_Ee  
 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)。 =jWcD{;1I}  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 Vh1R!>XY
 
 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。 42{\u08Z  
 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。 +li<y`aw0  

经典，学下。。。，，