[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。 837:;<T  
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1. 建模任务 -*[)CR-{  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 yqK_|7I+  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 > .}G[C  
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2. 建模任务：正弦光栅 ~X2# z|  
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x-z方向(截面视图) xcl;~"c*  
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光栅参数： dHOH]x  
 周期：0.908um n(z$u)Y  
 高度：1.15um )CoFRqz<h  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) ub
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3. 建模任务 r9(c<E?,h  
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 }Gb^%1%M  
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 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 qooTRqc#,  
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4. 光滑结构的分析 Dz.kJ_"Ro  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 bZK`]L[   
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% J+0 ?e9  
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5. 增加一个粗糙表面 cbou1Ei   
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 /YwwG;1  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 {Xpjm6a7  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 3\<(!yY8  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 {![
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 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 JZyEyN  
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6. 对衍射级次效率的影响 iu+H+_  
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粗糙度参数： VJgf, 5 (N  
 最小特征尺寸：20nm nM$-L.dG  
 总的调制高度：200nm W89J]#v)k  
 高度轮廓 b;mpZ|T.  
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5=MM^$QG  
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 效率 aJNsJIY+  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ^&c|z35F  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ol4!#4Y&{  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 7 Uu  
C\[g>_J  
G!ryW4  
6ozBU^n  
 效率 <8Q?kj  
7XIG ne%v  
 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。 @(tiPV  
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粗糙度参数： 2-wvL&pi)  
 最小特征尺寸：40nm g5&,l  
 总调制高度：200nm f=MR.\  
 高度轮廓 Y2p~chx9  
MdNV3:[\  
OEN'c0;5  
.3,Ow(3l  
 效率 Vuo 8[h>  
L@5g#mSl  
PmE2T\{s!  
&_c5C  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 G|]39/OO3{  
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粗糙度参数： .mS'c#~5Y  
 最小特征尺寸：40nm gI~jf- w  
 全高度调制：400nm Rh#TR"  
 高度轮廓 n1)m(,{  
R_DZJV O  
B,dKpz;kFg  
 效率 O/Wc@Ln  
ut^^,w{o>  
)%5T*}j  
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A|U_$!cLZ  
 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。 wms8z  
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7. 总结 ?l<u%o  
 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)。 Aa/lKiiz  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 !=c&U.B  
 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。 U~8 oE_+  
 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。 r5?qz<WW~  

经典，学下。。。，，