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infotek 2020-11-26 09:41

受粗糙光栅表面影响的光栅级次效率分析

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。 @ws&W=NQ  
R1JD{  
1. 建模任务 KyIUz9$  
mBIksts5h  
i:Y5aZc/Ds  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 %nJo:/  
 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 G{?`4=K  
3]S_w[Q4  
2. 建模任务:正弦光栅 (KO]>!t  
t=lDN'\P  
x-z方向(截面视图) L%[>z'Zp  
RH,x);J|  
Y4YZM  
光栅参数: L0VZ>!*o  
 周期:0.908um S/Ic=  
 高度:1.15um YuuTLX%3  
(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) b1^wK"#  
RaLV@>jPm  
3. 建模任务 UDZ0ne0-  
UNSXr`9  
&qY]W=9uK  
IqlCl>_j  
,J2qLH1  
 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。 :~vg'v~C  
}72\Aw5  
 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。 7oZPb  
9PV]bt,  
eSIG+{;&  
oFp1QrI3k8  
4. 光滑结构的分析 1tO96t^d%  
0 NSw^dO\  
/\Cf*cJ  
;4dFL\KU  
 计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 VZ IY=Q>g  
 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% F6J]T6 Y  
}.s%J\ckx  
t<c7%i#Od  
Rkg)yme!N  
5. 增加一个粗糙表面 x?A<X2  
34CcZEQQ  
`uLr^G=;  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 LV1drc  
 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。 6n]jx:CZ,  
Y>C0 5?>  
3 ;"[WOv  
}; 7I   
*[i49X&rd  
AMB{Fssz  
myVa5m!7Q  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 GL>YJ%  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ,%A|:T]  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 FS)# v  
sk07|9nU  
E,ilJl\  
$;(@0UDE  
6. 对衍射级次效率的影响 hMz)l\0  
QoUdTIIL  
I.Catm2  
粗糙度参数: >h:'Z*9  
 最小特征尺寸:20nm g - !  
 总的调制高度:200nm S W6oaa81  
 高度轮廓 teb(gUy}L6  
V=fh;p  
bbjEQby  
)w<Z4_!N4s  
2[=3-1c  
 效率 !#%>,X#+  
%t6-wWM97  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 kf<c[su  
RcJtVOrd  
%2b^t*CQ  
 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm DC/Czkv9  
 总调制高度:400nm 高度轮廓 w\D !e  
7f k)a  
RhB)AUAj  
QL7.QG  
 效率 `YwJ.E  
CV=qcD  
由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 |ssl0/nk  
)HI\T];  
粗糙度参数: C+M]"{Y+  
 最小特征尺寸:40nm J2 )h":2  
 总调制高度:200nm 'wYIJK~1  
 高度轮廓 YL!{oHs4  
32HF&P+0%  
JF~9efWe>  
LjGZp"&{  
 效率 e T;@pc  
^>ir&$  
2 z#S| $  
<%d!Sk4  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 aaKf4}  
W 2[]m>;  
KIv_ AMr  
粗糙度参数: (y6}xOa(  
 最小特征尺寸:40nm ?ZGsh7<k  
 全高度调制:400nm S2\;\?]^~  
 高度轮廓 QD3tM5(Yr  
@.i#uMWF`  
} )L z%Z  
 效率 p[xGL } +\  
`) cH(Rj  
Z- a  
*k8?$(  
<},JWV3  
 对于较粗糙的表面,0级衍射效率大幅降低,而且±1级衍射效率的不对称性增大。 &wY$G! P  
pZ \7!rON  
7. 总结 Ng !d6]  
 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)。 y9d"sqyh  
 对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 x$o^;2Z  
 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。 ToPjB vD  
 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。 pw4^E|X  
=z"+)N  
MYjc6@=cR  
QQ:2987619807
WG6 0  
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