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    [技术]受粗糙光栅表面影响的光栅级次效率分析 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-11-28
    该案例介绍了一个正弦光栅仿真,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。 (0Buo#I  
    6bj.z  
    1. 建模任务 0G@sj7)]  
    x xMV2&,Jq  
    -:Up$6PR  
     一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化 Ps=OL\i  
     对于该仿真,采用傅里叶模态法。 t0t" =(d  
    HAa$ pGb  
    2. 建模任务:正弦光栅 <*I%U]  
    6XU1w  
    x-z方向(截面视图) =P>c1T1-  
    \Nd8,hE  
    `x%( n@g  
    光栅参数 |cKo#nfzZ  
     周期:0.908um ]!l]^/ .  
     高度:1.15um  0Bbno9Yp  
    (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) w#ha ^4  
    :f1Q0klwP  
    3. 建模任务 QAs$fi}f]s  
    Cbw@:+%J{  
    ig:E` Fe@  
    &,vPZ,7l  
    mWhQds6  
    VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 rmVF88/;  
    liu%K9-r  
     利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 Qe8F(k~k  
    19V  
    q o,uOi  
    4@|"1D3  
    4. 光滑结构的分析 f;";P  
    _G9 vsi  
    9WE_9$<V  
    Hrz #So\#  
     计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 |"7F`M96I  
     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% + Xc s<+b  
    5!GL"  
    urM=l5Sx  
    7-p9IFcA  
    5. 增加一个粗糙表面 `|9NxF+  
    fC1PPgQ\  
    `R\aNgCS}  
     VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 jS_fwuM  
     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。 (7v]bqfw  
    cu)ssT  
    3}U {~l!K  
    >b6!*Lrhs  
    Ab| t E5%  
    TgFj- "L\  
    +@n8DM{b  
     该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 x d9+P  
     第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 oRJ!J-Z]  
     第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 UJ hmhI  
    OC(S"&D  
    ? zFeP6C  
    &nJH23h ^  
    6. 对衍射级次效率的影响 Etv!:\\[  
    6p;G~,bd~  
    '{e9Vh<x  
    粗糙度参数: M|HW$8V3_2  
     最小特征尺寸:20nm (Nzup 3j  
     总的调制高度:200nm ly!vbpE_  
     高度轮廓 uv&??F]/  
    pQ:7%+Om  
    G&eRhif  
    >v sy P  
    8mrB_B5  
     效率 U%<E9G594  
    P@LFX[HtM  
     粗糙表面对效率仅有微弱的影响 q:}Q5gzZ  
    eootH K  
    ! 06 !`LT  
     粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm 3e)W_P*0?  
     总调制高度:400nm 高度轮廓 CrvL[6i  
    !+<OED=qe  
    [UP-BX(  
    %S'gDCwq  
     效率 1KHFzx,  
    6\9 Zc-%  
    由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 7? 1[sPM  
    *-.{->#Y  
    粗糙度参数: V8C62X  
     最小特征尺寸:40nm <l#|I'hP  
     总调制高度:200nm #![9QUvcf  
     高度轮廓 JY5)^<.d  
    *6C ]CS  
    Fj_6jsDb  
    QsO%m  
     效率 %ZKP d8  
    2aDjt{7P  
    GBh$nVn$  
    @zQ.d{  
     更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 z_;:6*l=:  
    ryC7O'j_P  
     Zk={3Y  
    粗糙度参数: t9U-c5bR  
     最小特征尺寸:40nm ?o>JX.Nl&7  
     全高度调制:400nm fRt`]o:Om  
     高度轮廓 Xur{nk~?  
    6d# 7  
    .kl.awT  
     效率 y E; n. L  
    ;2&ym)`  
    8@)4)+e  
     cFV)zFu  
    'joc8o sS  
     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。 p;x3gc;0  
    [& d"Z2gK  
    7. 总结 (m~gG|n4  
     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)。 j#f7-nHyz8  
     对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 u)hr  
     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。 mw!EDJ;'  
     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。 rLKwuZ  
    a,/wqX  
     
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