[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。 IQQv+af5  
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1. 建模任务 +a#&W}K  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 l\U Q2i  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 1-RY5R}VR  
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2. 建模任务：正弦光栅 Wzq W1<*`  
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x-z方向(截面视图) G,8mFH  
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光栅参数： cJKnB!iL5  
 周期：0.908um ! FcGa  
 高度：1.15um w0QtGQ|  
(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) ,f03TBD}  
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3. 建模任务 W 4{ T<  
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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。 NP>v@jO  
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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。 5!0iK9O  
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4. 光滑结构的分析 #83  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 j/v>,MM  
 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% Y;af|?U*6:  
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5. 增加一个粗糙表面 y"?`MzcJ0  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 @Z]0c=-+  
 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。 92-Xz6Bo9  
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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)。 DpHubqWz  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ^Ks1[xc*`  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 A-x^JC=  
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6. 对衍射级次效率的影响 >iyNZ]."\  
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粗糙度参数： }3 /io0"D  
 最小特征尺寸：20nm ]H`wE_2tu  
 总的调制高度：200nm t/i*.>7  
 高度轮廓 St;9&A  
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 效率 j)ic7b  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 p5In9s  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm v9T3=  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ~HY)$Yp;  
Dw=L]i :0v  
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 效率 fMwF|;  
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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。 ,]wab6sY  
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粗糙度参数： CfOyHhhKX  
 最小特征尺寸：40nm d 6Y9D=O  
 总调制高度：200nm b'(AVA  
 高度轮廓
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 效率 ZW M:Wj192  
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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。 )t~ad]oM  
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粗糙度参数： 3SM'vV0[  
 最小特征尺寸：40nm %n]jsdE^|  
 全高度调制：400nm ]:ca=&>  
 高度轮廓 9f['T
G,"  
t:dvgRJt*  
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 效率 yS)k"XNb  
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VI3fvGHat{  
j gV^{8qG  
 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。 TaF*ZT2  
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7. 总结 5hqXMs  
 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)。 DKo6lP`  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 !B[Y?b:  
 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。 :~s"]*y  
 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。 j %MY6"  
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