[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。 E&`Nh5JfC  
OsqNB'X  
1. 建模任务 <\ `$Jx#  
k(t}^50^j  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 piy`zc-yu  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 *=AqM14 @  
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2. 建模任务：正弦光栅 A9BX_9}]  
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x-z方向(截面视图) 8CbXMT  
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光栅参数： _8,()t'"  
 周期：0.908um -I.d}[  
 高度：1.15um
A@hppaP!  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) ag-f{UsTy  
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3. 建模任务 T*g:# ^4  
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 >P6BW  
&i+Ce  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 B"yFS7Rrj  
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SZaS;hhhHu  
4. 光滑结构的分析 R^?/' dr  
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S*o[ZA   
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 HY)-/  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% f+8wl!M+6  
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V|(H|9  
5. 增加一个粗糙表面 4=<tWa|@9  
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^[:p|U2mA  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 !;?+>R)h  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 cufH?Xg<  
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S<'[%ihx  
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i3rH'B-I.  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 Fu!RhsW5j  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 'yMF~r3J  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 &=VDASEu  
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6. 对衍射级次效率的影响 L4!{h|  
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粗糙度参数： ]]zPq<b2  
 最小特征尺寸：20nm J0@X<Lt U  
 总的调制高度：200nm hCC<?5q  
 高度轮廓 Y1]n^  
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 效率 nDHTV!]<  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 !QvZ<5(  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm MdvcnaCG  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 xL\0B,]  
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 效率 0N$v"uX@  
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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。 Y\No4w ^|d  
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粗糙度参数： NxsBX:XDn  
 最小特征尺寸：40nm >U[j]V]  
 总调制高度：200nm ~vyf4TF<#  
 高度轮廓 oM>Z;QVRC:  
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V=o t-1,j7  
 效率 0@%v1Oja  
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. QBF`Rz  
E>D_V@,/  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 $w`=z<2yo1  
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粗糙度参数： ]SLP}Jwy  
 最小特征尺寸：40nm u)+8S/ )  
 全高度调制：400nm NgP&.39U  
 高度轮廓 z?R|Ok  
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 效率 Wa{`VS  
[J?aD`{#O  
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 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 %z,mB$LY  
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7. 总结 !ug8SAOaz/  
 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)。 o<pf#tifv  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 :&V 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。 BHU6t<G  
 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。 7o#I
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