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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。 k ^KpQ&n  
    V3|" v4  
    1. 建模任务 ())_4 <  
    Cnc=GTR i  
    [EVyCIcY,h  
     一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化 p_zVrlVb  
     对于该仿真,采用傅里叶模态法。 lR F5/  
    ^%6f%]_  
    2. 建模任务:正弦光栅 iYdg1  
    'm<L}d  
    x-z方向(截面视图) !K=$Q Uq  
    -J'ked  
    o8A8fHl  
    光栅参数 )-iUUak  
     周期:0.908um 1Qjc*+JzO.  
     高度:1.15um WU/5i 8  
    (这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) 3qV~C{ S  
    @QYCoEU8J  
    3. 建模任务 q+;lxR5D  
    &P*r66  
    YXF^4||j.c  
    gH"a MEC  
    \O~WMN  
    VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 uTl"4;&j  
    OzH\YN  
     利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 kA2)T,s74  
    J!Rqm!)q  
    d;3f80Kd*  
    V.+a}J=Cw  
    4. 光滑结构的分析 l4I',79l  
    8@6*d.+e  
    C(KV5c  
    !QqVJ a{j  
     计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 a_DK"8I  
     对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% |llmq'Q  
    W3X;c*j  
    6@d/k.3p  
    ds2xl7jg  
    5. 增加一个粗糙表面 tPw7zFy6r  
    h-m0Ro?6  
    HuxvIg  
     VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 M%!j\}2A  
     因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 20A:,pMb  
    {=Py|N \\t  
    2@&"*1(Xu  
    7 lq$PsC  
    !l9 #a{#6l  
    I'<sJs*p  
    YR)^F|G  
     该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 ?]}=4  
     第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 <rU+{&FKNL  
     第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 $ Fy)+<  
    pC&i!la{o}  
    7i=ER*F~  
    u b@'(*  
    6. 对衍射级次效率的影响 Lk)TK/JM)  
    1@+&6UC  
    7=A @P  
    粗糙度参数: a^&RV5o  
     最小特征尺寸:20nm 4LJOT_  
     总的调制高度:200nm `y1,VY  
     高度轮廓 "x3!F&  
    L_=3`xE _  
    &';@CeK  
    "?J f#  
    (<|1/^~=  
     效率 `ih#>i_ &  
    <1U *{y  
     粗糙表面对效率仅有微弱的影响 L$ju~0jl)%  
    NL"w#kTc()  
    Yp $@i20  
     粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm 'f.5hX(Y  
     总调制高度:400nm 高度轮廓 J=#9eW  
    !:D,|k\m  
    Mi[,-8Sk  
    y8|}bd<Sr  
     效率 sgB|2cj;j  
    0B5d$0  
    由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 z9zo5Xc=  
    1| xKb (_l  
    粗糙度参数: G?+]BIiL  
     最小特征尺寸:40nm EmV ZqW  
     总调制高度:200nm w6l56 CB`  
     高度轮廓 * x.gPG  
    sDy~<$l?  
    pzDz@lAwR  
    :*Z@UY   
     效率 8w3Wy<}y  
    VmTgD96  
    xQzXl  
    3^F1hCB  
     更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 6c[ L*1  
    'G3|PA7v  
    Z ^yn S  
    粗糙度参数: 3>^S6h}o  
     最小特征尺寸:40nm 0h"uJco,  
     全高度调制:400nm ,Q8h#0z r  
     高度轮廓 I#CS;Yh95  
    z`|E0~{-  
    /oU$TaB>(  
     效率 ze#ncnMo  
    (/J %Huy  
    No w2ad&  
    ~#JX 0J=  
    Eqt>_n8  
     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。 2ZQ|nwb7  
    d#HN '(2t  
    7. 总结 bY=Yb  
     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)。 ~*G}+Ur$2  
     对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 x>[ gShAV!  
     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。 ?*U:=|  
     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。 ?h ym~,  
    G)7J$4R  
     
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