[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。 tB~#;:g  
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1. 建模任务 5Ex[}y9L`  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Y0|){&PCt  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 WXmfh  
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2. 建模任务：正弦光栅 .G\](%  
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x-z方向(截面视图) :FS5BT$=  
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光栅参数： uBt ]4d*  
 周期：0.908um o^X3YaS)  
 高度：1.15um Xzg >/w 8J  
(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) I1':&l^O  
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3. 建模任务 _d3Z~cH  
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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。 "o`?-bQ:  
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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。 lAi5
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4. 光滑结构的分析 "A+
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ,P}7e)3  
 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% jXf@JxQ  
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5. 增加一个粗糙表面 _h^.`Tz,  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 "*<vE7  
 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。 =Mwuhk|*  
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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)。 +ho=0>  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 qypF}Pw  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 M| Gl&   
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6. 对衍射级次效率的影响 Pah@d!%A  
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粗糙度参数： O@@nGSc@  
 最小特征尺寸：20nm  N#9N ^#1  
 总的调制高度：200nm 6T4DuF  
 高度轮廓 5&p}^hS5  
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 效率 D>{`I'  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 _GxC|d  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm  /d|:  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 (kO(R#M  
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 效率 $t& o(]m  
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 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 pJe!~eyHm  
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粗糙度参数： 0/]h"5H3  
 最小特征尺寸：40nm EMe1!)  
 总调制高度：200nm FXT^r3  
 高度轮廓 >ryA:TO{  
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 效率 {_
(R?V]w,  
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P-T@'}lW  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 cz/E  
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粗糙度参数： dr"$@  
 最小特征尺寸：40nm |;|r[aU  
 全高度调制：400nm P4yUm(@  
 高度轮廓 g?xXX /Qe  
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 效率 AfO.D?4x  
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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。 \6 JY#%  
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7. 总结 pLF,rOb  
 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)。 /0k'w%V{n  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 _VgFuU$h  
 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。 =pmG.>Si  
 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。 ]vR Ol.  
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