[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。 @q/g%-WNz  
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1. 建模任务 GN(<$,~g  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 K -rR)-rI  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 Ytlzn%  
YoKyiO!   
2. 建模任务：正弦光栅 H,X|-B  
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x-z方向(截面视图) &HM-UC|  
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光栅参数： /^BC Qaj  
 周期：0.908um V;
XKvH  
 高度：1.15um "lL+Heq>V  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) -Qn7+?P  
LEgP-sW  
3. 建模任务 FoyYWj?,R  
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[!A[oK9i C  
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`S@TiD*  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 r<e%;S  
St-uE|8  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 'kZ,:.v  
Mn.,?IF`K  
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a[O6xA%  
4. 光滑结构的分析 neDXzMxF  
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LmF,en5  
#dA$k+3  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 vjGQ!xF  
 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% )#}>,,S  
-1g:3'% P  
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DYD<?._I  
5. 增加一个粗糙表面 H$(bSw$  
>M,oyM"s  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 u]J@
65~'b  
 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。 h4?x_"V"  
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f<hS^  
x%G3L\5  
B[t^u\Fk  
%iN>4;T8  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 W7i|uTM  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 @c3xUK  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 'YNaLZ20  
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6. 对衍射级次效率的影响 NB"S,\M0  
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粗糙度参数： ~U9K<_U  
 最小特征尺寸：20nm &XP(D5lf`B  
 总的调制高度：200nm -u2i"I730  
 高度轮廓 B`5<sW  
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 效率 {4Of.  
{meX2Z4  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 0B NLTRv  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm a|aVc'j  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 rH+OXGoB  
c7Z4u|G  
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 效率 o`?rj!\  
S&op|Z)1  
 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?T{>"_W  
R?2sbK4Cz  
粗糙度参数： K"}fD;3  
 最小特征尺寸：40nm (!os&/",  
 总调制高度：200nm o\AnM5  
 高度轮廓 7io["zW  
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OG,P"sv  
Lpchla$
 
 效率 S2~cAhR|M  
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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。 0&.CAHb}  
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粗糙度参数： !*IMWm>  
 最小特征尺寸：40nm \u3\TJ  
 全高度调制：400nm )&DAbB!O  
 高度轮廓 l.[pnLD  
i%glQT  
[&Xp]:M'D  
 效率 TBhM^\z  
h$>F}n j  
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+>w]T\[1~  
 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。 T X`X5j  
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7. 总结 jjpYg  
 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x[![SR
 
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 Rd?}<L  
 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。 Z5{a7U4z_  
 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。 D-3[#~MV  
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