[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。 $Z ]z  
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1. 建模任务 MAnp{  
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'.Z4 hHX  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 1* ^'\W.  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 "b]#MO}P  
cD2+hp|9  
2. 建模任务：正弦光栅 fywvJ$HD]L  
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x-z方向(截面视图) @uM EXP  
Fnb2.R'+  
o>F*Itr{  
光栅参数： >&WhQhZ3kg  
 周期：0.908um K"\MU  
 高度：1.15um ,gMy@  
(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) ybQP E/9
 
]\Xc9N8w  
3. 建模任务 'e@=^FC  
,a0pAj  
Cqxv"NN  
7LCp7$Cp  
_U0$=V  
 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。 vfwA$7N  
q'G,!];qL  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 s+Q;pRZW{  
R^n@.^8s  
p'f%%#I  
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4. 光滑结构的分析 FT89*C)oD  
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M[  
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&:5\"b  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 "D][e'  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% Uxu\u0*  
T vtm`Yk\  
jS<_ )  
7~1IO|4t  
5. 增加一个粗糙表面 5x8+xw3Eh  
)G1P^WV4  
XfYC7-e9c  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 NbRn*nb/T  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 Ts$@s^S]  
MXD4|r(  
%9v@0}5V  
S9| a$3K'  
O) atNE  
{eS|j=  
1.<q3q  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 M~Ttb29{  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ~|ss*`CT  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 !h[VUg_8  
9=X)ung9  
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6. 对衍射级次效率的影响 *f%>YxF  
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粗糙度参数： <
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 最小特征尺寸：20nm IuF
_M<d,  
 总的调制高度：200nm RoGwK*j0+  
 高度轮廓 t"072a  
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`Z"Q^  
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 效率 "XgmuSQ!  
!~]<$WZV  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 5q9s,r_  
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sZ,Y60s8a  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm w;UqEC V  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 0|&\'{  
0& >H^  
94skkEj  
o2z]dTJ}o  
 效率 G7!W{;@I  
PO:"B6  
 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。 sg
'pO*_&  
osARA3\Xt  
粗糙度参数： ;W>Cqg=  
 最小特征尺寸：40nm [r+ZE7$2b"  
 总调制高度：200nm >_OYhgs1w  
 高度轮廓 ,)PiP/3B  
i) E|bW;  
,Ys"W x  
gz2\H}  
 效率 g~V+4+  
Z6\+  
~'37`)]z  
(C4fG@n  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 \^I>Q_LU  
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Y!iZW  
粗糙度参数： HbP!KVHyk1  
 最小特征尺寸：40nm _@S`5;4x  
 全高度调制：400nm 'lHdOG  
 高度轮廓 !EUan  
W>-Et7&2  
"&Po,AWa  
 效率 0TpK#OlI|c  
uqz]J$
 
R.=}@oPb  
Eu"_
MgD  
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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。 rZ8`sIWQt  
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7. 总结 V#VN%{  
 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)。 Q.K,%(^;a  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 =zQN[  
 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。 ;M"9$M'  
 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。 y;/VB,4V  
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