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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。 /gy;~eB01  
    N>ct`a)BD/  
    1. 建模任务 f,M$>!$V  
    @aCg1Rm  
    `y YgL@Zt  
     一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化 #yr19i ?  
     对于该仿真,采用傅里叶模态法。 {k?Y :  
    FbFUZ^Zj  
    2. 建模任务:正弦光栅 A$XjzTR  
    Q(]-\L'  
    x-z方向(截面视图) ,C&h~uRi#f  
    Q^MB%L;D  
    D<++6HN&#  
    光栅参数 '12|:t&7  
     周期:0.908um Vg \-^$  
     高度:1.15um 0BaL!^>  
    (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) gP( -Op  
    M8cLh!!  
    3. 建模任务 q`$QroZT"  
    n+Ag |.,|  
    |!!E5osXq  
    $d8A_CUU  
    z%Z}vWn  
    VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 d}l^yln  
    >P0AGZ  
     利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 }(o/+H4  
    p*npY"}v  
    y'@l,MN{  
    3gabk/  
    4. 光滑结构的分析 e/Q[%y.X  
    Q.y KbO<[  
    2{V|  
    c(Ha"tBJ  
     计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 l?FNYvL  
     对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% :X4\4B*~  
    ~36c0 =  
    GrQl3 Xi  
    0x`:jz`  
    5. 增加一个粗糙表面 HJcZ~5jf  
    n/|/Womr  
    l&|{uk  
     VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 2~`dV_  
     因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 <=7)t.  
    bZG$ biq  
    "mH^Owai  
    F_r eBPx  
    kcOpO<oE  
    ^|K*lI/  
    l:|Fs=\  
     该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 n9J>yud|  
     第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 _:K}DU'6  
     第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 (w^&NU'e  
    g8x8u|  
    &qpA<F@7  
    ~%}g"|o  
    6. 对衍射级次效率的影响 #-f^;=7  
    nWl0R=  
    l|fd,  
    粗糙度参数: 0Gs]>B4r/  
     最小特征尺寸:20nm % (.PRRI  
     总的调制高度:200nm XM 7zA^-  
     高度轮廓 Z0:BXtW  
    \bsm#vY,  
    0iB 1_)~  
    w[+!c-A:H  
    wS^-o  
     效率 nSC>x:jY5/  
    .iYgRW=T  
     粗糙表面对效率仅有微弱的影响 A+l"  
    o{hKt?  
    >I!(CM":s$  
     粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm +O H."4Z  
     总调制高度:400nm 高度轮廓 i~9)Hz;!  
    4HHf3j!5  
    z7_./ksQ  
    8(I"C$D!k  
     效率 ,-"]IR!,w  
    Xm-63U`w5  
    由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 Xo5L:(?K  
    +vnaEy  
    粗糙度参数: =e+go ]87x  
     最小特征尺寸:40nm =ht@7z8QM  
     总调制高度:200nm ?c+;  
     高度轮廓 6GN'rVr!Z  
    Cf N; `  
    '8JaD6W9S  
    o EN_,cUp  
     效率 s^ a`=kO  
    *k}d@j,*"  
    L;  ~=(  
    @e7+d@ O<  
     更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ex1ecPpN  
    8xX{y#  
    8dH|s#.4um  
    粗糙度参数: 4kM<L}J#  
     最小特征尺寸:40nm ivq4/Y] -X  
     全高度调制:400nm u& Fm}/x  
     高度轮廓 <gy'@w?  
    z)B=<4r  
    U&XoT-p$L  
     效率 KOQTvJ_#  
    S@#L!sT`u  
    hTm}j,H  
    Cw}\t!*!  
    uE$o4X  
     对于较粗糙的表面,0级衍射效率大幅降低,而且±1级衍射效率的不对称性增大。 * y B-N;I  
    kYAvzuGRb  
    7. 总结 cjXwOk1:s  
     VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 M@\'Y$)Y{  
     对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 bq O"k t  
     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。 SD&[K 8-i2  
     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。 [oj"Tn(  
    f+V':qz  
     
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