[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。 ~a` vk@8  
YQ7tZl;:t  
1. 建模任务 OjfumZL#  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 8 J;\Z  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 qt4^e7o  
K)9+3(?  
2. 建模任务：正弦光栅 &,C;_3   
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x-z方向(截面视图) : 5<u!-}  
D4\ * ,w  
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光栅参数： XcM.<Dn3  
 周期：0.908um ::2(pgH  
 高度：1.15um >PONu]^  
(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) Y@Ti2bI`v  
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3. 建模任务 #w&N) c>  
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w~}.c:B  

v7G&`4~  
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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。 41NVF_R6J  
fQ_(2+FM  
 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。 uZ8^" W  
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l|5;&(Y+s  
\I #}R4z  
4. 光滑结构的分析 IJv+si:k  
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2~RG\JWTA  
+'!Y[7|9iv  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 iBaz1pDc  
 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% |}naI_Qudv  
CCU<t Q  
^Bu55q  
&AhkP=Yw  
5. 增加一个粗糙表面 Tb<}GcwJ  
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*PF=dx<8  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 b?nORWjC  
 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。 }<qT[m  
&~sirxR p  
vmIt!x  
=uD^#AX  
mk]8}+^.  
.+$ox-EK8  
=9L1Z \f  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 c!dc`R  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 SCo;Ek  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 6"<q{K  
jCp`woV  
S0mz
DLgE  
Ji7<UJ30x  
6. 对衍射级次效率的影响 p^*A&7d:P  
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粗糙度参数： K410.o/=-  
 最小特征尺寸：20nm _q=ua;I&  
 总的调制高度：200nm YG J)_y  
 高度轮廓 VQ
l(5\6O  
olca Z  
rWNywxnT  
SmVL?wf  
XN}^:j_2  
 效率 HMq
R%A  
+~f=L
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 <P.'r,"[  
qA5 Ug  
Zgt(zh_l  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm Aqo90(jffx  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 Hp5.jor(k  
?,^Aoy  
X}B]0z>  
t$g@+1p4  
 效率 5]~451  
]_43U` [#  
 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。 j9~lf  
';;X{a  
粗糙度参数： JasA w7  
 最小特征尺寸：40nm 4Be\5Byr  
 总调制高度：200nm ?@CbaX~+K  
 高度轮廓 DTvCx6:!  
~DP_1V?  
vW4n>h}]  
qylI/
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 效率 ZaF9Q%  
Eo>EK>  
45;ey }8  
p} {H%L  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 FaQc@4%o  
CN:z *g  
CaR-Yk   
粗糙度参数： 4d\V=_);r  
 最小特征尺寸：40nm }/2M?W0  
 全高度调制：400nm uR6 `@F  
 高度轮廓 bX>R9i$  
ym_p49  
H{hzw&dZ<P  
 效率 }CL7h;5N 3  
mM.YZUX  
%rJ'DPs  
n j2=}6  
?!y<%&U  
 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。 !cW!zP-B*p  
($-m}UF\/  
7. 总结 Lg{M<Q)4  
 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)。  fj'7\[nZ  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 &%m%b5  
 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。 u9fJ:a  
 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。 Z@}qL1  
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