[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。 DcOu=Y> 1  
"4"L"lJ   
1. 建模任务 dDm<'30?*v  
[Xz7.<0#U  
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EGpf[$  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 7s.sbP~  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 c!841~p(Q  
_')KDy7  
2. 建模任务：正弦光栅 v WhtClJ3  
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x-z方向(截面视图) =%]dk=n?TN  
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OKf/[hyu  
光栅参数： IF1?/D"<  
 周期：0.908um KRXe\
Sx  
 高度：1.15um `mWg$e,  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) SQz>e  
0&mz'xra  
3. 建模任务 !MGQ+bD6  
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i\t4TdEx(  
7vHU49DV  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 >G-D& A+  
SgY>$gP9S  
 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。 i^gzl_!  
/Wj9Stj5  
sXfx[)T<  
rsc8lSjH  
4. 光滑结构的分析 r-!8in2  
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tZ6KU11O  
a2g15;kM  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 )P,jpE8  
 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% (^6SF>'  
R"82=">v  
4{J%`H`Q!  
QGYmQ9m{kL  
5. 增加一个粗糙表面 "0]i4d1l  
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#nu?b?X'  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 nNL9B~d  
 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。 xl<Cstr  
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/O&j1g@  
\Hy~~Zh2  
X#pE!mT  
M~wJe@bc  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 (A?e}M^}  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 >S!QvyM(V  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 gE:qMs
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g8B@M*JA  
j[c|np4k\  
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6. 对衍射级次效率的影响 ya|7hz{  
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y&SueU=  
粗糙度参数： *xt3mv/<z  
 最小特征尺寸：20nm s K s D  
 总的调制高度：200nm /tV)8pEj  
 高度轮廓 \f%jN1z  
r0hu?3u1?  
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(uRAK  
:~g=n&x  
 效率 ]X{LZYk  
Dmn6{jyP  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 qL3*H\9N  
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*R8q)Q  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm A-4\;[P\  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 friNo^v&  
&s\w: 9In  
Z9TG/C,eo  
@Vc*JEW  
 效率 *qGxQ?/  
`2UzJ~  
 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。 lS9rgq<n  
rT5dv3^MW!  
粗糙度参数： g)2}`}  
 最小特征尺寸：40nm  sy#CR4X  
 总调制高度：200nm IU/dY`J1  
 高度轮廓 b6
Dve]  
gHA"O@HgDI  
X >C*(/a  
(|"KsGl  
 效率 RCo!sZP}  
9>\s81^  
WHMt$W}%  
KR%DpQ&{'  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ErHbc2  
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GnkNoaU  
粗糙度参数： 8"Hy'JA$O  
 最小特征尺寸：40nm MAQkk%6[g  
 全高度调制：400nm Hq3"OMGq  
 高度轮廓 >2,x#RQs  
y2yW91B,  
PW~+=,  
 效率 O| ) [j@7  
TE3A(N'  
Bc`jkO.q  
6ix8P;;}#  
5ZSV)$t  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 U;Y{=07a@  
VW}xY  
7. 总结 VkZrb2]v  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 k$j>_U? P  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 D({%FQ"  
 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。 g VplBF7{  
 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。 %!mJnc%  

经典，学下。。。，，