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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。 ->W rBO  
jSw>z`'#H  
1. 建模任务 Ki(0s  
=<Ss&p>  
K<v:RbU|[1  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 T/tCX[}  
 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 I=;=;-  
B-wF1! Jv  
2. 建模任务:正弦光栅 GD4+f|1.*  
#KDN  
x-z方向(截面视图) o`nJJ:Cxq-  
AIw~@*T  
@DlN;r ?Cv  
光栅参数: #66u<FaG  
 周期:0.908um =/ 19 -Y:  
 高度:1.15um [jTZxH<  
(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) ODKS6E1{  
gyob q'o-  
3. 建模任务 .K+5k`kd  
K*5Ij]j&  
*s?C\)x  
FLQ^J3A,I  
?}No'E1!I  
 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。  @4>?Y=#  
_ 3{8Zg  
 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。 wvH*<,8V q  
;W3c|5CE  
d6A+pa'2  
=g)SZK  
4. 光滑结构的分析 uf`/-jY  
"F?p Y@4  
>~uKkQ_p  
*a` _,Q{x  
 计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 E :UJ"6  
 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% d V3R)  
o:@A%*jg  
G4"n`89LK  
l>pnY%(A  
5. 增加一个粗糙表面 Pk^V6-  
Kk>va->R  
Q.SqOHeJ  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 *-@@t+3  
 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。 hmv*IF.  
87hU#nVYh  
QLZ%m$Z  
Q'rX]kk_  
=64Ju Wvo  
/Mw0<#  
^NrC8,p  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 MYUL y2)  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 cB2~W%H  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 XpdjWLO]C<  
Y~U WUF%aK  
)NlxW5  
G4"[ynlWV  
6. 对衍射级次效率的影响 a'7RzN ,]  
oi%IHX(`  
(o!i9)  
粗糙度参数: / 16 r_l  
 最小特征尺寸:20nm '^BTa6W}m  
 总的调制高度:200nm ?aU-Y_pMe  
 高度轮廓 \m+;^_;5GW  
A~8-{F 31  
#G("Oh  
Bacmrf  
B`|H }KU  
 效率 V4|l7  
1Pd2%  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 U.J/ "}5`T  
8[u$CTl7a  
|@dY[VK>  
 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm a7e.Z9k!  
 总调制高度:400nm 高度轮廓 -7m7.>/M  
5I0j>{U&  
zC!Pb{IaH  
6"V86b0)h}  
 效率 zl$z>z)  
} BnPNc[I  
由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 :Q>{Y  
8&v%>wxR@  
粗糙度参数: fCi1JH;  
 最小特征尺寸:40nm :JzJ(q/  
 总调制高度:200nm "= *   
 高度轮廓 k#<Y2FJa  
M;E$ ]Z9  
=T|m#*{.L  
>\>!Q V1@  
 效率 &(A'uX.>pr  
incUa;  
{(^%2dk83C  
?yAjxoE~?  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 E^t}p[s  
6g'+1%O  
>~\CiV4^  
粗糙度参数: r'& 6P-Vm  
 最小特征尺寸:40nm F vHd `  
 全高度调制:400nm r~T3Ieb  
 高度轮廓 ]D|Hq4ug  
RTeG\U  
YMn_9s7<  
 效率 ~)iQbLI  
>w|2 ~oK  
*@[+C~U  
mjbV^^>  
_~uYNvmg  
 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。 &(rR)cG  
K?acRi  
7. 总结 4$8\IJ7G  
 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)。 4GqE%n+ta~  
 对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 +zSdP2s  
 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。 |BA<> WE  
 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。 z|i2M8  
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QQ:2987619807
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