[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。 H3 -?cy  
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1. 建模任务 +s^nT{B@\  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 X}Om)WCr  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 gu:vf/  
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2. 建模任务：正弦光栅 TO.STK`  
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x-z方向(截面视图) -xbs'[  
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光栅参数： I L,lXB<  
 周期：0.908um #RbdQH !  
 高度：1.15um ^4NRmlb  
(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) {]dG 9  
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3. 建模任务 rIb~@cR
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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。 P j,H]  
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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。 'IFA>}e7
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4. 光滑结构的分析 `Tf}h8*  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ,|A6l?iV  
 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% o.w/?  
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5. 增加一个粗糙表面 0|J9Btbp  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ](v,2(}=  
 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。 ju3@F8AI  
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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)。 ]kx<aQ^  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 <bo^uw  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 tu"-]^  
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6. 对衍射级次效率的影响  B9y5NX  
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粗糙度参数： X Db%-  
 最小特征尺寸：20nm -,YI>!  
 总的调制高度：200nm P^=B6>e  
 高度轮廓 lP)n$?u  
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 效率 @%2crJnkS  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 %'h:G Bkd  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm {d'B._#i  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 "%+||IyW  
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 效率 !`7evV:  
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 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 Qj1%'wWG  
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粗糙度参数： EXj
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 最小特征尺寸：40nm 8YE4ln  
 总调制高度：200nm Fje /;
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 高度轮廓 .@+M6K*  
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 效率 i( +Uvtgs  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 R\n@q_!`X  
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粗糙度参数： :jkPV%!~  
 最小特征尺寸：40nm |B$JX'_  
 全高度调制：400nm ] s 2ec  
 高度轮廓 oNl-!W   
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 效率 h82y9($cZ  
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 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 yGWl8\,j0  
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7. 总结 veh=^K%G |  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 9"1=um=  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 oz:J.<j24Z  
 光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 rk,64(   
 利用VirtualLab光栅工具箱，光栅表面的粗糙度可被加以考虑。因此，由于加工引起的结构差异产生的影响可被估算。 >b3IZ^SB#$  
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