[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。 e2]
4a3  
qj~flw1:  
1. 建模任务 F_A%8)N  

ID67?:%r  
{fGd:2dh  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 prNhn:j  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 @4IW=V  
YSR mt/  
2. 建模任务：正弦光栅 &8[ZN$Xe"  
(C8 U   
x-z方向(截面视图) {]wIM^$6+  
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U@Z>/ q  
光栅参数： NFk}3w
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 周期：0.908um =N YgGEFq.  
 高度：1.15um 8YuJ8KC  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) :ozV3`%$(  
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3. 建模任务 NH7`5mF$  
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D Irgq|8  
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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。 s|Z:}W?{  
8zhBA9Y#~  
 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。 nz4<pvC,*  
0cHfxy3  
sX+`wc  
;{|X,;s  
4. 光滑结构的分析 Zy^=fM  
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)uZoH8?  
f|OI`  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ^:`oP"%-T  
 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% QE|`&~sme
 
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5. 增加一个粗糙表面 qu_)`wB  
^YGTh0$W  
(a[.vw^g  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 /Rj#sxtdw  
 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。 ebqg"tPN{  
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&VDl/qnaL  
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-"=)z/S  
$.pTB(tO  
 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  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 x?#I4RJH;  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 6B0#4Qrv  
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U@'F%nH
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6. 对衍射级次效率的影响 hq=,Z1J  
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粗糙度参数： \<~}o I  
 最小特征尺寸：20nm 4S|=/f  
 总的调制高度：200nm ^T:gb]i'Qa  
 高度轮廓 gxwo4.,  
ad9CsvW  
8$0\J_  
|~WYEh  
t6+YXjXK  
 效率 !^e =P%S  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 44\cI]!{  
SRZL\m}  
V|'1tB=;*1  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm rAb&I"\ZY  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 XM/vDdR  
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5rb-U7 /  
5{K}?*3hJ  
 效率 EF#QH _X  
9xFO]Y"  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 P`S@n/}  
2C$R4:Ssw)  
粗糙度参数： Ts9ktPlm  
 最小特征尺寸：40nm =bLY /  
 总调制高度：200nm o%`Xa#*Ly  
 高度轮廓 nPN?kO=]  
<P_ea/5:|  
x({H{'9?  
WA6!+Gy  
 效率 #]E(N~  
";x+1R.d  
v.=/Y(J  
uLQ  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 }fZ`IOf  
-oyO+1V  
Wh( |+rJ?Z  
粗糙度参数： 3GH(wSv9\  
 最小特征尺寸：40nm D\1k.tI  
 全高度调制：400nm \( )#e  
 高度轮廓 +*}{`L- :  
x;LzG t:w  
El- ? %  
 效率 6GAaV[])'  
52d^K0STC  
QAPu<rdJP  
-c%dvck^,  
8X$LC  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 eq[Et +  
amWD-0V  
7. 总结 D)@XoM(  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 HYK!}&  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ;eL9{eF  
 光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 *\uM.m0$
 
 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。 B@y(.  
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