[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。 kwU~kcM  
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1. 建模任务 ,_@C(O  
*{8<4CVv  
T+ey>[  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。

GO{o #}  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ,e{(r0  
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]  
2. 建模任务：正弦光栅  =+9.X8SP  
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x-z方向(截面视图) 0`.3`Mk   
y`O !,kW  
mL/]an@Y  
光栅参数： &$F4/2|b%  
 周期：0.908um 4lhoA  
 高度：1.15um Jlw%t!Kx  
(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) -6a4H?L  
[~03Z[_"/  
3. 建模任务 /+2;".  
u=NpL^6s<  
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CA%p^4Q  
 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。 eFDhJ  
.J:04t1  
 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。 y+xw`gR:  
V^fSrW]  
c@9jc^CJ  
GyI(1OAW  
4. 光滑结构的分析 vJ5`:4n"  
7L~LpB  
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N!Dc\d=8q]  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 >;V ?s]  
 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% /N6sH!w  
#;FHyKx  
]"bkB+I  
9Fb|B  
5. 增加一个粗糙表面 }YUUCq&  
Zwy8SD'L  
[P,YW|:n  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Hik8u!#P  
 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。 n+Ofbiz@  
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F02S(WWo;  
<SM{yMz  
<L|eY(:  
`H+~LVH  
Ar&]/X,WG  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 Fx#0 :p  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 0l-m:6
 
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 V_Z~$  
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Y4*ezt:;Q  
6. 对衍射级次效率的影响 9_Tk8L#  
VsS.\1  
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粗糙度参数： Co6ghH7T  
 最小特征尺寸：20nm (I3:u-A  
 总的调制高度：200nm +zodkB~)  
 高度轮廓 vd7%#sHH&  
(?MRbX]@  
+N0V8T%~z.  
Dw}8c
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S"?py=7  
 效率 }'HJVB_  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 L \0nO i  
?^iX%   
cgKK(-$ny  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm fsc^8  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 0gY
,[aQ2  
G<.p".o4  
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|~mq+:44+  
 效率 O+Z[bis`  
9( ;lcOz  
 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。 v=Ep
  
@l3L_;6a  
粗糙度参数： y- S]\tu  
 最小特征尺寸：40nm /BC(O[P  
 总调制高度：200nm [ bv>(a_,  
 高度轮廓 ,aI 6P-  
jJ% *hDZ6t  
e6s-;
 
`5}XmSJ?5  
 效率 q4_&C&7  
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R2#n  
.S/W_R  
yC.ve;lG  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 7aTo!T  
c_b^t09  
G hH0-g{-  
粗糙度参数： `o(PcX3/}  
 最小特征尺寸：40nm \ B 0xL,o<  
 全高度调制：400nm ':yE5j  
 高度轮廓 Mt
OAA  
I^
W  
WE$Pi;q1  
 效率 ` c~:3^?9d  
kE QT[Lo  

,2u-<8  
k)\Yl`4au  
}x% ;y]S  
 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。 RW 23lRA6  
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7. 总结 ~X;r}l=k<  
 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)。 {xr!H-9ZAA  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ;;BQuG  
 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。 q[]EVs0$ew  
 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。 b\~rL,7(  

经典，学下。。。，，