[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。 oF_ '<\ly=  
J|CCTXT  
1. 建模任务 FTu<$`!1L  
Sobp;OZ5  
3j2d&*0  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 SK5__Ix  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 (5kL6d2  
q+ka}@  
2. 建模任务：正弦光栅 F]cc?r312  
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x-z方向(截面视图) FpZ5@  
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光栅参数： 7pM&))
R  
 周期：0.908um 74
a k|(!  
 高度：1.15um 7%W@Hr,%F  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) 2]}e4@{  
2=$ F*B>9  
3. 建模任务 |-xKH.'n  
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 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。 YGhHIziI  
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]|S0JC`  
 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。 wrVR[
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1-Q>[Uz,  
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4. 光滑结构的分析 u?KG%  
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5Zl7crA[  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 'grb@+w(
 
 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% N@8tf@BT  
?uXY6J"  
ZWx4/G  
XlJ+:st  
5. 增加一个粗糙表面 p<&dy^mS  
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8xHjdQr  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 i~tps   
 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。 `3
.bux~  
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\>+BvF  
2>im'x 5  
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Tx/KL%X  
kS_37-;  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 kp*BAQ  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ~HXZ-*  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 M+lI,j+  
+Q!Kj7EU/  
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Zk0?=f?j  
6. 对衍射级次效率的影响 a2H_8iQ!  
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粗糙度参数： I2C1mV  
 最小特征尺寸：20nm ,J'@e+jV  
 总的调制高度：200nm #uuNH(  
 高度轮廓 *'R2Lo<C  
k_1oj[O  
F-Ywl)  
2_){4+,fu  
op
|x~Thf  
 效率 ;MjOs&1f0K  
=[o/D0-Kn  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 [q!)Y:|u_>  
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CvqUaHW@  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 7s1LK/R|u  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 e{d$OzT) V  
O9F#gO|!  
{1W
,-%  
|R(rb-v  
 效率 *1_A$14l  
j,#R?Ig  
 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。  Fr9_!f  
{4b8s%:!4  
粗糙度参数： znd fIt^  
 最小特征尺寸：40nm )>
a^%V9
 
 总调制高度：200nm mC84fss  
 高度轮廓 mOx>p"n  
r;8$ 7C.  
) 2Hl\"F  
xiQ;lE   
 效率 |HK/*B  
mKBPIQ+ZS  
3(La)|k  
oOK&+r7  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 _1P8rc"Dx  
1 *$-.  
0G/_"}@  
粗糙度参数： q=cH ^`<.  
 最小特征尺寸：40nm h:'wtn@l(  
 全高度调制：400nm ca8.8uHY\  
 高度轮廓 TzK[:o  
O.+X,CQG*  
gNzamorv[  
 效率 .R{P%r  
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~^|  
9$P*fx&m  
)wz3m L  
I;Bcim;  
 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。 \}mn"y  
JD$;6Jv3P  
7. 总结 -m>ng E~q  
 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)。 5*7 \Yjk?  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ;yg9{"O  
 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。 9`sIE_%+  
 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。 UI.>BZ6}  

经典，学下。。。，，