[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。 \L:;~L/  
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1. 建模任务 JW4~Qwx  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 "NamP\hj  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ]%PQ3MT.  
P+~{q.|._c  
2. 建模任务：正弦光栅 }t[?g)"M#-  
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x-z方向(截面视图) VSlI
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光栅参数： @sAT#[j  
 周期：0.908um D^knN-nZ*  
 高度：1.15um AVys`{*c  
(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) '
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3. 建模任务 B9RB/vHH  
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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。 E K)7g~  
I'h6!N"  
 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。 2?9SM@nAY  
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SG{> t*E  
4. 光滑结构的分析 #mNM5(o  
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(CRY$+d  
Q}a 1P8?S  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 n\#RI9#\  
 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% y
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5. 增加一个粗糙表面 4|Dxyb>pS  
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MjAF&bD^  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 J?WT  
 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。 cvR|qHNX  
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30(O]@f~  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 li4rK<O  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ~N+bD  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 )p&FDK#ob=  
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6. 对衍射级次效率的影响 #:{Bd8PS  
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粗糙度参数： qm
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 最小特征尺寸：20nm fLj#+h-!  
 总的调制高度：200nm d&:ABI  
 高度轮廓 Vd2bG4*=  
~yH<,e  
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~7Ey9wRkD  
Y%v?ROql  
 效率 ?lJm}0>  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 lE~5 b  
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Xo5f<  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm cD&53FPXC  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 'u }|~u
?m  
>=|Dir  
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wu5]S)?*  
 效率 hr&&"d {s  
5Z]zul@+*  
 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。 COe"te  
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K  
粗糙度参数： TAbd[:2{F  
 最小特征尺寸：40nm <]6])f,y\  
 总调制高度：200nm NIcPjo  
 高度轮廓 {_0m0 8  
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 效率 0xbx2jlkY  
Fp>iwdjFg  
`mTpL^f  
Q}GsCmt=)O  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 XUT,)dL  
}D_h*9  
413,O~^  
粗糙度参数： PtySPDClj  
 最小特征尺寸：40nm ~Zbr7zVn  
 全高度调制：400nm {&,9Zy]"S  
 高度轮廓 iR;Sd >)  
&kKopJH  
X{A|{u=  
 效率 S'>(4a  
8?ldD  
tbHU(#~  
2GNtO!B.  
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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。 >e y.7YG  
Z-3i -(  
7. 总结 MP/6AAt7=|  
 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)。 =e'b*KTL,  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 n82N@z<8]  
 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。 1&A@Zo5|  
 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。 vL"U=Q+/eY  

经典，学下。。。，，