[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。 eR5+1b  
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1. 建模任务 \(xQ'AQ-  
$6\W8v  
^b(>Bg)T  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 &8 4Izs/[  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 -X#qW"92q  
Dv+:d4|"  
2. 建模任务：正弦光栅 l
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x-z方向(截面视图) 2E}^'o  
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光栅参数： &0S/]E`_M  
 周期：0.908um M;qV% k  
 高度：1.15um \R
vsy;7  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) EAjo>GLI  
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3. 建模任务 <x2 F5$@  
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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$  
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LW@Z}  
?YbZVoD)J  
!4G<&hvb  
4. 光滑结构的分析 [M6/?4\  
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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  
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3eFBe2  
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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$?*Gi  
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2tqO%8`_  
M^^u{);q  
z[wk-a+w  
8Cr?0Z  
vv,(ta@t2  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 6gfdXVN5  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。  Dk fw*Oo  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 Aq{m42EAj  
[]M+(8Z_P  
N7xkkAS{  
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6. 对衍射级次效率的影响 7>m#Y'ppl@  
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粗糙度参数： rkl/5z??  
 最小特征尺寸：20nm 3:Sv8csT  
 总的调制高度：200nm m H'jr$ ?  
 高度轮廓 -3r&O:  
 iV71t17  
ASLRP  
[J+K4o8L<A  
4>^ %_Xj[  
 效率 @]HV:7<q  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 sh?Dxodp9  
WDiF:@^K  
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 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。 :ykZ7X&  
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