[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。 "YdDaj</  
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1. 建模任务 uN?O*h/(  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 4d3]pvv  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 4-
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2. 建模任务：正弦光栅 M$5%QM}  
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x-z方向(截面视图) VlQwVe  
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光栅参数： %>*0.)wG  
 周期：0.908um 1{fwr1b  
 高度：1.15um D*2
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(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) LZAj4|~,m  
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3. 建模任务 /j5- "<;.  
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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。 VA&OI;=ri  
FOnA;5Aa  
 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。 a^)4q\E  
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4. 光滑结构的分析 sZP3xh[B  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 %JH_Nw.P  
 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% UFY~D"%/  
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5. 增加一个粗糙表面 zxmI/]3+/  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 `h{mj|~  
 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。 $Aoqtz d\  
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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)。 $m0x8<7nu  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 lN
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 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 5z mHb  
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6. 对衍射级次效率的影响 *RE-K36m|u  
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粗糙度参数： +=04X F:  
 最小特征尺寸：20nm ymVd94L  
 总的调制高度：200nm U;dt-3?=.h  
 高度轮廓 >{)#|pWU  
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 效率 QgM_SY|Rj  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 V~"d`j  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm Bo(l!G  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 I{ZPv"9j^  
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 效率 &{{f|o=u.  
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 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 j?)`VLZ  
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粗糙度参数： 2l4i-;  
 最小特征尺寸：40nm CPE F,,\  
 总调制高度：200nm a8P6-)W  
 高度轮廓 QHz76i!=>  
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 效率 5F?g6?j{  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 #$)rwm.jW?  
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粗糙度参数： /kVc7LC  
 最小特征尺寸：40nm <4bo7XH  
 全高度调制：400nm jM<Ihmh|  
 高度轮廓 n\DT0E]  
2b` M(QL  
5-po>1g'  
 效率 ;$;/#8`>  
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 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。 9xp ;$14  
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7. 总结 oABPGyv  
 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)。 0P >dXd)T  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 :HQ/vVw'"9  
 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。 xq*yZ5:5Jo  
 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。 )ISTb  
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