[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。 ~j8x"  
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1. 建模任务 0iHK1Pt}  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Kk#8r+,  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 `U?;9!|;6  
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2. 建模任务：正弦光栅 *S<>_R 8  
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x-z方向(截面视图) Z*`CK^^~  
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光栅参数： +mH Kk  
 周期：0.908um ,V|>nkQ  
 高度：1.15um p+yU!Qj  
(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) &@{Ba~S  
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3. 建模任务 W;,Jte<'Nm  
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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。 C2!POf;GdN  
N?R1;|Z]  
 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。 R$cg\DD  
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4. 光滑结构的分析 l|\Q~ D!o  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 nh,N(t9  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% :)%Vahu  
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5. 增加一个粗糙表面 {3`9A
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 8n1Sy7K!;  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 H|Q)Tp Lk  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 ym
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 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 |=,V,*"  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 obS|wTG~  
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6. 对衍射级次效率的影响 > : \lDz  
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粗糙度参数： V$<og  
 最小特征尺寸：20nm d];E99}  
 总的调制高度：200nm :+m|KC(Z  
 高度轮廓 MS><7lk-  
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 效率 sf7'8+wj>  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 zeNvg/LI^  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm vvFXdHP  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 mgh,)=2cE(  
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 效率 RY&Wvkjh  
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 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。 *A;~~SQ  
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粗糙度参数： kbBX\*{yh  
 最小特征尺寸：40nm tDF6%RG  
 总调制高度：200nm "JKrbgN@;L  
 高度轮廓 & /UcFB  
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 效率 ID E3>D  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 2?nK71c"  
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粗糙度参数： CKmoC0.  
 最小特征尺寸：40nm G!L=W#{  
 全高度调制：400nm 2.Th
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 高度轮廓 "Z#97Jc+J  
!2>gC"$nv  
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 效率
218ZUg -a  
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FzXVNUMP  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 ;.'2ZNt2  
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7. 总结 %j^[%&pT  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 `7LN?- T  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 =X2 Ieb  
 光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 .^X IZ  
 利用VirtualLab光栅工具箱，光栅表面的粗糙度可被加以考虑。因此，由于加工引起的结构差异产生的影响可被估算。 XTXRC$B  

经典，学下。。。，，