[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。 $s-Y%gc  
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1. 建模任务 >Cr\y  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 !H@0MQ7  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 By)u-)g9  
VT%:zf  
2. 建模任务：正弦光栅 F$V/K&&W  
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x-z方向(截面视图) !w39FfU{  
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光栅参数： lpB3&H8&  
 周期：0.908um aUU7{o_Z  
 高度：1.15um BlA[T%  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) 0Ua%DyJ  
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3. 建模任务 K/=|8+IDL  
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R?o$Y6}5  
 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。 (kv?33  
lQ'GX9hN@  
 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。 AlXNg!j;5K  
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#S]ER907  
4. 光滑结构的分析 cyyVg!+  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ~`M\Ir  
 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% "ZM4F?x  

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5. 增加一个粗糙表面 ?W^c4NtP  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 1
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 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。 fC
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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)。 ~cTN~<{dq  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 {M-YHX>*;g  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 )M6w5g  
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6. 对衍射级次效率的影响 P:30L'.=[  
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粗糙度参数： X.hm s?]  
 最小特征尺寸：20nm +s- lCz  
 总的调制高度：200nm Tb3J9q+ya  
 高度轮廓 S S2FTb-m  
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Zt.'K(]2h  
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 效率 sZx/Ee   
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 =-IbS}3  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm U2bjFLd"  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 (p2
K36,9m  
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 效率 0q&<bV:D  
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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。 zuUW|r  
W[Ls|<Q  
粗糙度参数： qWQ/'M  
 最小特征尺寸：40nm &l!4mxwr`  
 总调制高度：200nm 3AU;>D^5  
 高度轮廓 _lamn}(x0  
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L*YynF  
 Vh_P/C+  
 效率 <1uZa  
r"P|dlV-  
Wk)OkIFR  
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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。 [ucpd  
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粗糙度参数： wne,e's}   
 最小特征尺寸：40nm OX\A|$GS  
 全高度调制：400nm Yt;MV)  
 高度轮廓 '<"s \,  
C{U?0!^  
RZXjgddL  
 效率 )h7<?@wv&  
vSEuk}pk  
U~:-roQ(\  
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 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 5>[u `  
1q7|OWFT  
7. 总结 Zy`m!]G]80  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 <3LbNFP  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 PvPOU"  
 光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 4K\G16'$v  
 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。 ~E17L]ete  
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