[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。 UC{Tmf  
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1. 建模任务 e9e7_QG_-  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 G"._]3CPF  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 48 |u{  
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2. 建模任务：正弦光栅 :lGH31GG  
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x-z方向(截面视图) k=o>DaEh(  
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光栅参数： (K>=!&tlp=  
 周期：0.908um P O{1u%P  
 高度：1.15um u^{6U(%  
(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) IC:wof
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3. 建模任务 %C^%Oq_k  
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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。 Ad@Odx=o*R  
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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。 6QC=:_M;  
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4. 光滑结构的分析 M zbs#v0  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。
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 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% n!*uv~%$  
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5. 增加一个粗糙表面 lv*fK  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。  ps*dO  
 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。 nvdo
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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)。 |4F3Gu  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 DG&[.dR+  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 Jf,)Y>EI  
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6. 对衍射级次效率的影响 3/w) mY-o  
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粗糙度参数： mu1Lgs$;  
 最小特征尺寸：20nm l-N4RCt h  
 总的调制高度：200nm [uh$\s7  
 高度轮廓 _(q|W3  
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 效率 +Y^_1  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 f8DF>]WW  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm S&C  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 _Vs\:tygs  
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IkU:D"n7  
 效率 +;
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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。 O!b >  
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粗糙度参数： N|,6<|  
 最小特征尺寸：40nm amL8yb  
 总调制高度：200nm %EZG2JjO)  
 高度轮廓 !zw)! rV=  
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 效率 rf%E+bh4  
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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。 4s!rrDN  
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粗糙度参数： Q1G?
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 最小特征尺寸：40nm f3 lKdXnP  
 全高度调制：400nm 4JTFdbx  
 高度轮廓 o,!r t1&0  
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 效率 V}#2pP  
R~,*W1G6sF  
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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。 zS*X9|p  
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7. 总结 '"H'#%RU  
 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)。 H1PW/AW  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 D?u*^?a2  
 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。 M]?#]3XBNo  
 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。 ! K
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