[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。 ce(#2o&`  
V.Mry`9-  
1. 建模任务 K^[?O{x^B  
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4P0}+  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 0YHFvy)  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 2pAW9R#UV-  
W!<U85-#S  
2. 建模任务：正弦光栅 PW4q~rc=:  
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x-z方向(截面视图) vv7I_nK?  
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光栅参数： W>LR\]Ti@  
 周期：0.908um r :dTz  
 高度：1.15um E_`=7i  
(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) &wX]_:?  
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3. 建模任务 uw7zWJ n  
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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。 YzWz|  
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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。 (#
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4. 光滑结构的分析 v2?ZQeHr_(  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 8-i#8'/x  
 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% l^qI,M  
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@.C2LIb  
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5. 增加一个粗糙表面 ]?*wbxU0  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ?8$Q-1=  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 ]-q;4.  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 &vJH$R  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 c:0L+OF}xY  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 PdCEUh\>y  
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6. 对衍射级次效率的影响 :0ep(<|;  
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粗糙度参数： G#CXs:1pd+  
 最小特征尺寸：20nm k\IbIv7?i  
 总的调制高度：200nm "{n&~H`  
 高度轮廓 RpK@?[4s  
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 效率 ;,TFr}p`
 
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 sS Mh`4'  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm )7d&NE_  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 >Q/Dk7#  
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 效率 2|,VqVb  
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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。 ~dSr5LUD  
~@!bsLSMU  
粗糙度参数： %)|s1B'd  
 最小特征尺寸：40nm yX5\gO6G  
 总调制高度：200nm B[}6-2<>?C  
 高度轮廓 N;R^h? '  
*I+Q~4  
n|hNM?v  
4 :v=pZ  
 效率 >eaaaq9B-  
H::bwn`Vc  
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QWU[@2@%r  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 D=$)n_F  
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Fcx&hj1gQ  
粗糙度参数： [KQi.u  
 最小特征尺寸：40nm C^){.UGmJ  
 全高度调制：400nm I'Hf{Erw  
 高度轮廓 ~~.}ah/_d  
b$7 +;I;  
{vj)76%y  
 效率 YR70BOxK  
[ )F<V!  
5(2;|I,T  
"7 yD0T)2  
7=uj2.J6  
 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。 JC"z&ka  
cl1T8vFM  
7. 总结 J4'eI[73  
 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)。 h(4v8ae  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 GY*p?k<i  
 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。 @iiT
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 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。 +_!QSU,@  
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