[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。 
^i k|l=  
o5A_j?t  
1. 建模任务 lNPbU ~k  
C+IE<=%F  
t#{>y1[29  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ?{Z0g+B1  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 1:Gd{z  
'aWZ#GS*  
2. 建模任务：正弦光栅 @*{BX~f  
Xr;noV-X  
x-z方向(截面视图) 85~h+Q;  
PP`n>v=n  
6M|%nBN$|  
光栅参数： kO>{<$  
 周期：0.908um dNt|"9~&  
 高度：1.15um  -KiS6$-  
(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) RN3D:b+  
W,J,h6{F  
3. 建模任务 0'}?3/u-
 
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X& X  
4V3 w$:,  
6-YR'ikU  
1qN9bwRO  
 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。 T+"y8#:  
. +?lID  
 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。 v%Q7\X(  
`3n*4Lz  
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4. 光滑结构的分析 ea+rjvm  
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sYgnH:t X  
Jjq%cA  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 R/YL1s  
 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% H >{K]7D/y  
$8}'6,  
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8{>  
;^i,Q} b/  
5. 增加一个粗糙表面 8;NO>L/J]i  
PyF4uCn"H  
$O-, :<HY  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 __c_JU  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 ::`wx@  
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8  
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TZ2f-KI  
YR.'JF`C  
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q Q8l8  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 bb/MnhB  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 b2%[9)"I.  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 \&90$>h  
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w(-n1oSo  
L]}|{<3\  
6. 对衍射级次效率的影响 8< -Vkr  
i=+6R  
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粗糙度参数： <|iU+.j\  
 最小特征尺寸：20nm +s}28U!  
 总的调制高度：200nm
u<zDZ{jt)  
 高度轮廓 =x}/q4}L  
quYZD6IH  
5ntP{p%>  
R[;Z<K\Nn?  
Y<XDR:]A,  
 效率 A9gl|II  
zOw]P6Gk  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 '5--eYG  
!%@{S8IP.v  
H5{J2M,f  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm /H%pOL6(r  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 )%7A. UO)  
\^cn}db)  

{xX|5/z  
RT>3\qhZ  
 效率 G#Ow>NJ  
*79<ypKG$  
 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。 ?`>yl4  
C*!_. <b  
粗糙度参数： Yt^+31/%  
 最小特征尺寸：40nm (XH)1 -Z!  
 总调制高度：200nm KI{u:Lbi  
 高度轮廓 Jd;1dYkH:  
LzfLCGA^  
&.,OvVAo  
/a_|oCeC}  
 效率 dEiX!k$#  
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GFidriC  
Mi/_hzZ\  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 r.GjM#X  
I}=}S"v  
=DgD&_  
粗糙度参数： UPC& O  
 最小特征尺寸：40nm :Us-^zVr  
 全高度调制：400nm cPXvTVvs  
 高度轮廓 0)NHjKP  
".u?-xcbJ  
r/e&}!  
 效率 `dK\VK^  
M: 6cma5  
%WNy=V9txp  
^:0?R/A  
82vx:*Ip!}  
 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。 bCF63(0  
ZS-9|EA<  
7. 总结 \WT
g0b[  
 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)。 cg~FW2Q  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 _W+TZa@_  
 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。 = 7?'S#  
 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。 5c#L6 dA)  
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