[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。 jr/  
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1. 建模任务 l5h+:^#M5c  
Xir ERc.e  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Z9 z!YaOL  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 cp1-eR_&  

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2. 建模任务：正弦光栅 F}
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x-z方向(截面视图) mJxr"cwHl  
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光栅参数： oW}nr<G{
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 周期：0.908um tIK`/)w,  
 高度：1.15um \;XDPC j  
(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) &}'FC7}  
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3. 建模任务 n?KhBJx 4  
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1.9bU/X  
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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。 #B!|sXC  
z`"*60b  
 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。 *S xDwN  
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4. 光滑结构的分析 W [
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HLe/|x\@<  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 -9] ucmN  
 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% ~dO+kD  
s.X .SJ  
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5. 增加一个粗糙表面 XF&_**0n  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 )[S#:PP  
 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。 ["O_Phb|  
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~6"=d  
k vpkWD;  
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L6?~<#-m\M  
o;9 G{Xj3@  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 %G|Rb MP  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ?8w5tfN6t  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 <{+U- ^rzR  
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6. 对衍射级次效率的影响 y>#_LhTX-  
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粗糙度参数： _l"=#i@L  
 最小特征尺寸：20nm <NEz{1Z  
 总的调制高度：200nm VFrp7;z43  
 高度轮廓 Vx}e,(i  

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 效率 o}&{Y2!x  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 VKtlAfXy~  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ? 'qyI^m@  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 W}y)vrL  
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TCFr-*x  
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 效率 ZC%;5O`  
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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_}_)n
E@m  
UGlHe7  
粗糙度参数： UT5xUv5'  
 最小特征尺寸：40nm C;5`G *e  
 总调制高度：200nm \#PZZ
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 高度轮廓 +!GJ  
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 效率
0~EGrEt  
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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。 v`c;1?=,q  
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粗糙度参数： @( \R@
`#  
 最小特征尺寸：40nm c:52pYf+  
 全高度调制：400nm qcouZO  
 高度轮廓 8{]nS8i  
o<J6KTLv  
(c&%1bJ  
 效率 )7]yzc  
s_}6#;  
J2 /19'QE  
7AS_Aw1L  
Vhh=GJ  
 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。 K@JaN/OM  
$Mj\ 3  
7. 总结 qo$ls\[X  
 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)。 S*>T%#F6Uo  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 R8:5N3Fx  
 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。 9J~\.:jH-  
 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。 2NJ\`1HZ\  
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