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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。 (~/D*<A  
    lusINILc  
    1. 建模任务 UGr7,+N&w  
    "S)4Cjk  
    /1Rm^s)2z  
     一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化 UZ&bT'>;9g  
     对于该仿真,采用傅里叶模态法。 q4(&.Al\@  
    a<c %Xy/  
    2. 建模任务:正弦光栅 qFf'RgUtP  
    j}S  
    x-z方向(截面视图) C6O1ype  
    RR^I*kRH  
    E}\^GNT  
    光栅参数 Wu:vO2aw8  
     周期:0.908um #). om*Xh  
     高度:1.15um hGD7/qTN  
    (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) n5oB#>tI0  
    ){R_o5  
    3. 建模任务 -\AB!#fh  
    q^Oq:l$s  
    Vx-H W;,  
    In=3#u ,M  
    \w O)w@"  
    VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 )N`ia%p_]  
    R7Hn8;..  
     利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 <k}>eGn  
    L{'qZ#N[  
    &=t$ AIu  
    &l{yEWA}g  
    4. 光滑结构的分析 mMu3B2nke=  
    Xp._B4g  
    j08|zUe  
    )d0&iE`@  
     计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 qV8;;&8r  
     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% e +4p__TmZ  
    duV|'ntr  
    qs 52)$  
    BalOph4M[  
    5. 增加一个粗糙表面 Rm)vY}v  
    Yca9G?^\v  
    ,LWM}L  
     VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Vg6?a  
     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。 q.~.1 '`!  
    =<O{  
    u=#LY$  
    =5I1[p;  
    RE!MX>sOEq  
    &g.w~KWa  
    E=sBcb/v  
     该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 DV*8Mkzg  
     第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 6SlE>b9tA  
     第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 VXR.2C  
    B;hc|v{(  
    o(C({]UO/  
    f1hi\p0q  
    6. 对衍射级次效率的影响  Rb\=\  
    tG{e(  
    w0^(jMQe^  
    粗糙度参数: qPH]DabpI  
     最小特征尺寸:20nm H&3VPag  
     总的调制高度:200nm y%}Po)X]f  
     高度轮廓 ?VS {,"X  
    JR'Q Th:z  
    )|uPCZdLZ  
    dUOjPq97  
    eey <:n/Z  
     效率 ?ti7iBz?  
    5j{o0&=_$  
     粗糙表面对效率仅有微弱的影响 !+9H=u  
    0f;L!.eP  
    `H+ 7Hj  
     粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm RyIr_:&-~  
     总调制高度:400nm 高度轮廓 &Vvy`JE  
    Xdq2.:\  
    v?fB:[dG  
    L>xcgV7  
     效率 Rj+}L ~"  
    "g>uNtt~  
    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。 A}OV>yM  
    nU)}!` E  
    粗糙度参数: D#W{:_f  
     最小特征尺寸:40nm V\ !FD5%  
     总调制高度:200nm <)?H98S  
     高度轮廓 E J q=MP  
    h8u(lIRHQ  
    sZ]O&Za~  
    yY[[)  
     效率 s3/->1#i  
    hY-;Wfg  
    QRgWzaI  
    IOvYvFUUJ  
     更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 *G'zES0x  
    <kPU*P,  
    )1~4Tl,S  
    粗糙度参数: zRsT6u  
     最小特征尺寸:40nm scJ`oc: <J  
     全高度调制:400nm E I)Pfx"0  
     高度轮廓 2=(=Wjk.  
    hk}M'  
    :==kC672  
     效率 AG/nX?u7)t  
    9]1-J5iO  
    >~>=[M0  
    >pG]#Z g  
    wf6ZzG:  
     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。 >fdS$,`A  
    j 7a;g7.  
    7. 总结 y 9/27yWB  
     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 4l[4,`  
     对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 _GI [SzD  
     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。 `@")R-  
     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。 0Q]x[;!k  
    wV W+~DJ  
     
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