[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。 N6<23kYM  
1P\_3.V{  
1. 建模任务 K\ \UF  
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54q  
fJC,ubP[5  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 w65 $ R  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 AH],>i3  
T;< >""T  
2. 建模任务：正弦光栅  '[#uf/~W  
4.dMNqU  
x-z方向(截面视图) t(MlZ>H  
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Cst>'g-yB  
光栅参数： :1>R~2  
 周期：0.908um Z [5HI;  
 高度：1.15um fwQ%mU+  
(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) #zt+U^#)  
\ca4X{x  
3. 建模任务 h OboM3_  
U%45qCU  
yK&)H+v  
d*,|?Ar*b  
:7!/FBd  
 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。 wL 5).`oq  
?I 1@:?Qi  
 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。 CsR~qQ 5  
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tY:-13
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O!]wJ
  
4. 光滑结构的分析 +V8yv-/{  
.+B)@?  
}RUC#aW1  
qW<: `y  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 oa1a5+A  
 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% Vq'&t<K#  
(lPNMS|V  
1=(i{D~  
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5. 增加一个粗糙表面 #G{T(0<F  
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y~S[0]y>  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ?I/,r2ODLh  
 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^su%z_%  
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d=4MqX r  

-I8%  
kb7\qH!n  
) L{Tn8  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 " ^eq5?L  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 w6"LHy[  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 _1R`xbV  
wc,y+C#V  
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6. 对衍射级次效率的影响 &&<^wtznO  
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粗糙度参数： vp_$6  
 最小特征尺寸：20nm #i]@"R  
 总的调制高度：200nm UZAWh R  
 高度轮廓 [ $"iO#oO  
9vj:=,TNu  
~V|!\CB  
mmKrmM*1  
iN{TTy  
 效率 B6pz1P?e}  
/Bwea];^Q  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 F'~/  
Vut.oB$ ~  
h?1pGz)[C  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm vaxg^n|v9  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 8 [."%rzN  
IIR?@/q  
O#U
"c5%  
7Rh:+bT  
 效率 JWn{nJ$]  
`i:0dVs  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 FXSDN268  
Vlz T  
粗糙度参数： f:Ja  
 最小特征尺寸：40nm z$V8<&q  
 总调制高度：200nm Y'HF^jv]R  
 高度轮廓 y^Jv?`jw  
~^C7(g )  

#&:nkzd  
%b&BLXW  
 效率 1c4%
g-]7  
j`GbI0,bT  

Gehl/i-  
["IJh  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 A X#!9-m3  
Zll^tF#  
:y %~9=  
粗糙度参数： mpivg  
 最小特征尺寸：40nm Jqj6L993e  
 全高度调制：400nm ykeUS zz2  
 高度轮廓 -U $pW(~  
B<&_lG0sS  
3,5wWT] )  
 效率 .:raeDrd  
-:>#w`H  
2"'8x?.V  
C
4uR5U  
DmrfD28j~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。 -]A#G`'  
S}f<@-16P  
7. 总结 y m{/0&7  
 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)。 [L(l++.z  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 "poTM[]tZ7  
 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。 D` X6'PP  
 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。 3ky+qoe  

经典，学下。。。，，