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    [技术]受粗糙光栅表面影响的光栅级次效率分析 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-11-28
    该案例介绍了一个正弦光栅仿真,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。 89 (k<m  
    23+GX&Rp  
    1. 建模任务 'm/b+9?.  
    iwmXgsRa9}  
    i1G}m Yz_  
     一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化 oN _% oc  
     对于该仿真,采用傅里叶模态法。 {n1o)MZ]R  
    W BiBtU  
    2. 建模任务:正弦光栅 [|F.*06SK  
    2,_BO6 !d  
    x-z方向(截面视图)  ;\iQZ~   
    ied<1[~S  
    5Vvy:<.la  
    光栅参数 LQ{4r1,u]  
     周期:0.908um }l[t0C t  
     高度:1.15um g" M1HxlV  
    (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) vk#xCggK  
    Z)?"pBv'  
    3. 建模任务 3d,|26I7f  
    "ht2X w  
    2'@0|k,yC  
    _N<qrH^;  
    7`WK1_rR\  
    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。 TkQ05'Qc  
    a>Q7Qn  
     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。 zizrc.g/Yg  
    a{u)~:/G  
    /Hd\VI  
    myJsRb5  
    4. 光滑结构的分析 4s$))x9p  
    lv8tS-  
    v4S|&m  
    ("9)=x*5  
     计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 4z$ eT  
     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% M=!x0V;  
    0c`wJktWK  
    ~i(*.Z) \  
    _|s{G  
    5. 增加一个粗糙表面 3[Z?`X  
    I=lA7}  
    ;>Kxl}+R  
     VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 f:BW{Cij;y  
     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。 5B@&]-'~  
    \GPWC}V\s  
    L;v#9^Fq  
    5SK.R;mn  
    IXC: Q  
    ;,IGO7R  
    < Gu s9^_  
     该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 O"{NHNG\oT  
     第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 `[`eg<xj  
     第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 fHe3 :a5+W  
    ~>qcV=F^d,  
    `VS/ Xyp  
    ;%Z)$+Z_)<  
    6. 对衍射级次效率的影响 M'[J0*ip  
    cvAkP2  
    :MJTmpq,  
    粗糙度参数: = [:ruE  
     最小特征尺寸:20nm \bfNki  
     总的调制高度:200nm /dtFB5Z"w  
     高度轮廓 9v/1>rziE  
    v/CXX<^U(  
    0] 5QX/I  
    3ne=7Mj  
    `qUmOFl  
     效率 +VzR9ksJj  
     fkYa  
     粗糙表面对效率仅有微弱的影响 LnM+,cBz  
    tn:tM5m  
    j1>1vD-`T  
     粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm [x9eamJ,H  
     总调制高度:400nm 高度轮廓 UF0PWpuO  
    Y2Y/laD  
    QDLtilf :  
    P PmE.%_  
     效率 S{&;  
    X $J  
    由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 "-\I?k  
     Q L  
    粗糙度参数: 0urQA_JC  
     最小特征尺寸:40nm `43E-'g  
     总调制高度:200nm z,$^|'pP  
     高度轮廓 $1/yc#w u  
    _PQQ&e)E  
    na>UFw7>*  
    qJrK?:O;  
     效率 [&"`2n  
    `Y8 F}%i[  
    dd_n|x1  
    FzW7MW>\x  
     更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 b m`x  
    )g+~"&Gcx  
    G4]T  
    粗糙度参数: qK,rT*5=  
     最小特征尺寸:40nm yP6^& 'I+  
     全高度调制:400nm CO-9-sQx  
     高度轮廓 #8rLB(  
    -I '#G D>  
    UJ n3sZ<}  
     效率 J?LetyDNr]  
    3Vs8"BFjz  
    1Sx2c  
    bRfac/:}  
    UM3}7|  
     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*.S Lt  
    /*i[MB  
    7. 总结 2old})CLJ  
     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)。 PFu{OJg&  
     对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 Ja"?Pb  
     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。 VMXccT9i!  
     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。 fl9`Mgu  
    eD 4X:^@  
     
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