[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。 kzk8b?rOA  
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1. 建模任务 ;kI)j ?  
b/{$#[oP`  
x2,;ar\D  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 =X1oB,W{  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 N~uc%wOA  
Ss
e%~:FL  
2. 建模任务：正弦光栅 K0WX($z~;  
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x-z方向(截面视图) 0q28Ulv9  
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Gf +>AjU'  
光栅参数： Y\Z6u)  
 周期：0.908um Cc
TdLq  
 高度：1.15um 3$?nzKTW\  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) -%Rw2@vU  
6B|OKwL  
3. 建模任务 o~<jayqU  
IL`LIJ:O  
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^7uXpqQBr  
:>}7^1I  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 3@nIoN'z  
(*M0'5  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 kbL7Xjk  
b# Dd  
>k ==7#P  
Zor!hc0<  
4. 光滑结构的分析 Oq$-*N  
VX*+:  
g&S>Wq%L  
dt@~8kS  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 !?R#e`}  
 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% .820~b0  
=;GmLi3A  
rb}fP #j  
^rs{1S  
5. 增加一个粗糙表面 ZeY|JH1  
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]#[4eaCg  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 kL8E#  
 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。 C?k\5AzT  
W[k rq_c-  
E7i/gY  
KwV!smi2  
JB%_&gX)v  
w2!:>8o:  
;jaugKf  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 e|W;(@$<  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 -[J4nN&N  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 bHcBjk.\  
C:t?HLY)fG  
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~%lA!tsek  
6. 对衍射级次效率的影响 Niu |M@  
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粗糙度参数： ; wxmSX9  
 最小特征尺寸：20nm ;&gk)w6*  
 总的调制高度：200nm St(jrZb  
 高度轮廓 p^}`^>OL  
i#^YQCy  
6&5D4 V  
j^;P=L0=  
E|>-7k")  
 效率 j!kJ@lbP  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 mR
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/P-#y@I  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ~QlF(@ue  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 r7].48D  
rW|%eT*/'A  
d>mT+{3  
oH&@F@r:+  
 效率 @)0  
{ `Z~T&}~T  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 Nd"IW${Kg  
T)%6"rPL3!  
粗糙度参数： TQKcPVlE  
 最小特征尺寸：40nm R2?s NlF  
 总调制高度：200nm TBrwir  
 高度轮廓 u{va2n/  
8X.= 6M  
U,p'<rmS  
]P#W\LZp  
 效率 Y3~z#<  
Y>/_A%vQU  
o~e_M-
 
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!z<=WA  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ,`Z4fz:  
E:M,nSc)53  
;]0d{  
粗糙度参数： rQlQ^W$=?  
 最小特征尺寸：40nm GDC@s<[k  
 全高度调制：400nm ?H,f|nc  
 高度轮廓 =n,1*  
R`DzVBLl  
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 效率 J5F@<vi  
1kpw*$P0  
%*!6R:gAp  

) 3"!Q+  
LxGD=b  
 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。 ^^7@khmNl  
 !QvmzuK  
7. 总结 .tGz,z}  
 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)。 S>h\D
4.  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 h!JyFc  
 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。 CJCx
L\  
 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。 0&fO)de96  

经典，学下。。。，，