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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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    在线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。 9J't[( u|u  
    7R% PVgS4x  
    1. 建模任务 1)nM#@%](h  
    /TR"\xQF  
    n3-GnVC][  
     一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化 :..E:HdYO  
     对于该仿真,采用傅里叶模态法。 [J[ysW})W  
    NXC~#oG  
    2. 建模任务:正弦光栅 !xJLeQFJI]  
    7=9A_4G!  
    x-z方向(截面视图) BZnp #}f  
    *+4>iL*:  
    RBMMXJj  
    光栅参数 8=!r nJCav  
     周期:0.908um ][T9IAn  
     高度:1.15um "RR./e)h  
    (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) VyBJIzs0  
    v)v{QNQp^  
    3. 建模任务 ]DL> .<]d  
    %Hh &u .  
    s~IA},F,\  
    3\+[38 _  
    x _YV{  
    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。 =B ,_d0Id  
    ]e#,\})Br  
     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。 W}<M?b4tP  
    @5dB b+0J  
    ^HOwN<}`#  
    tOlzOBzR  
    4. 光滑结构的分析 c DEe?WS  
    Y;%R/OyWY  
    ||"":K  
    l72i e  
     计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 qx#ghcU  
     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% pXh^M{.  
    KY(l<pm  
    =_H*fhXS  
    p0:&7,+a,  
    5. 增加一个粗糙表面 8gu7f;H/k  
    }y -AoG  
    Kr+Bt y  
     VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Xbsj:Ko]]U  
     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。 }X W#?l  
    I _Mqh4];  
    Nsy9 h}+A  
    F~uA-g  
    d/-]y:`f`  
    Rp4BU"&sU  
    * zJiii  
     该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 5D02%U2N)G  
     第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 >> 8KL`l  
     第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 C>(M+qXL+  
    ,:Rq  
    Y;I(6`,Y  
    KH6n3\=  
    6. 对衍射级次效率的影响 yU&g|MV_  
    QeOt; {_|  
    *F4G qX3  
    粗糙度参数: OB? 79l  
     最小特征尺寸:20nm "l2N_xX;  
     总的调制高度:200nm yI)RG OV  
     高度轮廓 '=G<)z@k  
    3!L<=X  
    xr7<(:d  
    kosJ]q'U  
    ;H#R{uR_<  
     效率 /EAQ.vxI  
    AQBx k[  
     粗糙表面对效率仅有微弱的影响 b3HTCO-,fC  
    #.t$A9'  
    G4`sRaT.  
     粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm YaE['a  
     总调制高度:400nm 高度轮廓 <xh'@592  
    + 1%^c(3  
    Zv7$epDUz  
    6;=wuoJi  
     效率 ^ {]sD}Q"  
    ~6kA<(x   
    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。 ~Sem_U`G  
    {CyPcD'$s  
    粗糙度参数: KL_}:O68  
     最小特征尺寸:40nm .^+$w $  
     总调制高度:200nm f`";Q/rG  
     高度轮廓 !v;_@iW3e  
    D@vvy6>~s  
    W;@ae,^  
    j!8+|eA kk  
     效率 s$y#Ufz  
    Cot\i\]jv  
    "l;8 O2;g  
    kp>Z/kt  
     更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 oX]1>#5UMg  
    OU3+SYM  
    r`"#c7)  
    粗糙度参数: M{kh=b)V  
     最小特征尺寸:40nm MldL"*HW:  
     全高度调制:400nm &^D@(m7>{K  
     高度轮廓 Ol5xyj  
    dGW7,B~  
    %+W >+xRb  
     效率 Z1lF[d,f;  
    JY8"TQ$x  
    WMl^XZO  
    ]SR`96vG  
    4g^+y.,r_f  
     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。 tNf" X !  
    : )*Ge3  
    7. 总结 ]M"'qC3g  
     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)。 4W-+k  
     对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 T[=cKYp8\  
     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。 c89vx 9  
     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。
    y8n1IZ*#SZ  
     
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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。。。,,