[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。 #@nZ4=/z  
z{Hz;m:*_  
1. 建模任务 QT`fix{  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 b*lKT]D,  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 L\QQjI{  
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2. 建模任务：正弦光栅 euRCBzc  
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x-z方向(截面视图) @;||peU  
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光栅参数： X }m7@r@  
 周期：0.908um pO\S#GnX  
 高度：1.15um l0gH(28K  
(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) dj?G.-  
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3. 建模任务 o:Ln._bj  

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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。 xg(<oDn+\  
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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。 ,yTN$K%M  
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4. 光滑结构的分析 RwUW;hU  
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Tsu\oJ[  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 !&Z*yH  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% :RPVT,O}  
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5. 增加一个粗糙表面 ggMUdlU  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ',DeP>'%>  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 F/)f,sZF  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 xOhRTxic  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 2ed@HJu  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ;.\g-`jb  
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6. 对衍射级次效率的影响 X!o@f$  
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粗糙度参数： *}7U`Aa  
 最小特征尺寸：20nm %
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 总的调制高度：200nm b"^\)|*4;  
 高度轮廓 f;R>Pr;rD  
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 效率 B+|IZoR  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 tO7I&LNE  

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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm aJa.U^1{  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 Bf/|{@  
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 效率 S3QaYq"v  
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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。 }H5/3be  
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粗糙度参数： v3~FR,Kl  
 最小特征尺寸：40nm `6UtxJSx  
 总调制高度：200nm  K,6OGsh  
 高度轮廓
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 效率 |J\,F.{'  
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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。 fw
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粗糙度参数： v"/TmiZ  
 最小特征尺寸：40nm z$66\/V']  
 全高度调制：400nm T30Zk*V  
 高度轮廓 ldYeX+J _  
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 效率 I=o'+>az  
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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。 jAZ >mo[  
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7. 总结 EQ/^&  
 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)。 \
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 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 bb}?h]a  
 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。
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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。 zWb-pF|  
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