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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。 eR5+1b  
    " qrL:,   
    1. 建模任务 \( xQ'AQ-  
    $6\W8v  
    ^b(> Bg )T  
     一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化 &8 4Izs/[  
     对于该仿真,采用傅里叶模态法。 -X#qW"92q  
    Dv+:d4|"  
    2. 建模任务:正弦光栅 l ~ /y  
    =u]FKY  
    x-z方向(截面视图) 2E}^'o  
    *gXm&/2*  
    w'Q2Czso  
    光栅参数 &0S/]E`_M  
     周期:0.908um M;qV% k  
     高度:1.15um \Rvsy;7  
    (这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) EAjo>GLI  
    zs@[!?A,  
    3. 建模任务 <x2 F5$@  
    hk1jxnQ h  
    "n=Ih_J  
    T89VSB~  
    Li\BRlebR{  
    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。 V/7?]?!xu  
    R|H_F#eVn}  
     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。 [u2)kH$  
    },LW@Z}  
    ?YbZVoD)J  
    !4G<&hvb  
    4. 光滑结构的分析 [M6/?4\  
    ? /Z hu  
    yLlAK,5P0o  
    7'xds  
     计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 OT5'cl  
     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% gJ>HFid_C  
    :j2_Jn4UP  
    3 eFBe2  
    <=,KP)   
    5. 增加一个粗糙表面 SbW6O_   
    L&nGjC+Lr  
    XL7jUi_4:L  
     VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 v+Q# O[  
     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。 8;s$?*G i  
    kY6))9 O  
    2tqO%8`_  
    M^^u{);q  
    z[wk-a+w  
    8Cr?0Z  
    vv,(ta@t2  
     该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 6gfdXVN5  
     第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。  Dk fw*Oo  
     第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 Aq{m42EAj  
    []M+(8Z_P  
    N7xkkAS{  
    ^MWfFpJV!]  
    6. 对衍射级次效率的影响 7>m#Y'ppl@  
    qEpP%p  
    P( W8XC  
    粗糙度参数: rkl/5z??  
     最小特征尺寸:20nm 3:Sv8csT  
     总的调制高度:200nm m H'jr$ ?  
     高度轮廓 -3r&O:  
     iV71t17  
    ASLRP  
    [J+K4o8L<A  
    4>^ %_Xj[  
     效率 @]HV:7<q  
    yREO;m|o  
     粗糙表面对效率仅有微弱的影响 sh?Dxodp9  
    WDiF:@^K  
    qD4e] 5  
     粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm 8X]j;Rb  
     总调制高度:400nm 高度轮廓 I=^%l7  
    f(?`PD[  
    GKPqBi[rO  
    \o@b5z ]e  
     效率 ,9"</\]`  
    ^ :Q |,oy  
    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。 ap9eQsC  
    $(}kau  
    粗糙度参数: );;UNO21+  
     最小特征尺寸:40nm 7w{`f)~  
     总调制高度:200nm vVLR9"rHM  
     高度轮廓 $zz=>BOk  
    9&'Mb[C`"  
    Z[`J'}?|  
    $b$r,mc  
     效率 ,^o^@SI)   
    ^m8\fCA*  
    '7'cKp  
    Ze Shn  
     更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 :yk Z7X&  
    h2aJa@;S  
    Zml9 ndzT  
    粗糙度参数: x)vYc36H  
     最小特征尺寸:40nm JEBo!9  
     全高度调制:400nm G68N@g  
     高度轮廓 n3b@ 6V1_  
    w6Tb<ja  
    (DK pJCx  
     效率 PD/JXExK  
    [AX).b  
    )vGRfFjw_  
    <)n   
    n7<<}wcV  
     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。 'A8T.BU  
    NK#Dq&W+&  
    7. 总结 YBS]JCO  
     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)。 Cv$TNkP*  
     对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 8@+YcN;->  
     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。 vW)GUAF[  
     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。 p-KuCobz]  
    QTn-n)AE  
     
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