[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。 eQn[  
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1. 建模任务 :)tsz;  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 "Ehh9 m1&
 
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ?d{O'&|:  
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2. 建模任务：正弦光栅 pLV %g#h  
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x-z方向(截面视图) twbxi{8e.  
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光栅参数： `<|<1,  
 周期：0.908um u4m8^fj+T  
 高度：1.15um >kmgYWG  
(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) B I3fk  
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3. 建模任务 )& Oxp&x  
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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。 j|N<6GSke  
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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。 re}PpXRC  
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4. 光滑结构的分析 0( A  ?&  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 *FZav2]-  
 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% M6^ \LtFt  
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5. 增加一个粗糙表面 )cZHBG.0H  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 O"\_%=X9  
 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。 |B*B>P
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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)。 XBkaum4j  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 KF1iYo>p  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 kD%MFT4  
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6. 对衍射级次效率的影响 dzAumWoh  
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粗糙度参数： :l!sKT?:d!  
 最小特征尺寸：20nm k3@d =k  
 总的调制高度：200nm "c]9Q%  
 高度轮廓 E QU@';~8  
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 效率 "RK"Pn+  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 xR&:]M[Vg  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm lnyq%T[^  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 3'`&D/n  
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 效率 R8u8jG(4  
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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。 0=6mb]VUi=  
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粗糙度参数： ^\Q,ACkZb  
 最小特征尺寸：40nm U,v`md@PX  
 总调制高度：200nm 5CN=a2&  
 高度轮廓 2\k!DF  
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9ck"JMla  
 效率 ,e;,+w=~E  
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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。 z[
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粗糙度参数： -p)`ob-  
 最小特征尺寸：40nm \-6y#R-B  
 全高度调制：400nm Sq_.RU  
 高度轮廓 (UjaL@G  
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 效率 JcmMbd&B  
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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。 )r
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7. 总结 UV}:3c6ZX  
 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)。 ^K1mh9O  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 r
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 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。 O4oN)
 
 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。 VgYy7\?p  
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