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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。 M9mC\Iz[  
{P'TtlEp  
1. 建模任务 H8^U!"~E  
Vp3r  
^A9D;e6!-  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 B(}u:[ b^S  
 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 w-~u[c  
\W^Mo>l  
2. 建模任务:正弦光栅 Ie3 F  
ce/Z[B+d  
x-z方向(截面视图) $i# 1<Qj  
fBgW0o.Bu  
S;0,UgB1  
光栅参数: RRYm.dMIw  
 周期:0.908um UclQo~ 3  
 高度:1.15um NZUQ R`5  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) zj G>=2  
Z#8O)GK  
3. 建模任务 " oWiQ{\IP  
o_un=ygU  
XhF7%KR  
I]S8:w![  
Fi8'3/q-^  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 Z1V%pg>]*  
FcR(uv<  
 利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 gHU/yi!T  
Ift @/A  
Q4YIKNN|7  
wd4wYk\  
4. 光滑结构的分析 tx-HY<  
*0 y|0J+ 0  
GWs[a$|  
D@[Mk"f  
 计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 n}8J-/(|+  
 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% KH4 5A'o  
.A;D-"!  
u&Ze$z  
3U#z {%  
5. 增加一个粗糙表面 XwlA W7lU=  
4H 4U  
?t LJe  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ~WS;)Q0|  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 K]mR9$/  
^X$k<nA;  
J \iyc,M<M  
fJ!i%</V  
~T<yp  
UL0%oJ#  
Mx,QgYSu  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 {Mt4QA5iZ  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 tz(\|0WDQ  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 |R Ux)&  
/|{Yot e  
_I;+p eq  
p"9a`/  
6. 对衍射级次效率的影响 1(V>8}zn  
&V;^xMO!  
xpo<1Sr>S  
粗糙度参数: cnm&o C 6  
 最小特征尺寸:20nm r3a$n$Qw  
 总的调制高度:200nm #V4kT*2P)  
 高度轮廓 R/)cEvB-0  
Y 9rW_m@B  
Eq>3|(UT  
4_3O?IY  
-!E))|A  
 效率 @WIcH:_w-  
M{Ss?G4H  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ( yk^%  
Yk',a$.S  
>sAZT:&gv  
 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm 9W$d'IA  
 总调制高度:400nm 高度轮廓 5IeF |#g  
G{*m] 0Q  
+hdD*}qauC  
et|P5%G  
 效率 ` aTkIo:ms  
Jd_w:H.  
由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 d4c-(ZRl  
Q9X7- \n  
粗糙度参数: 1(C3;qlVD  
 最小特征尺寸:40nm *@'4 A :A  
 总调制高度:200nm S4]}/Imn)  
 高度轮廓 @NMFurm  
]PVPt,c  
HA%% WSuf  
mG[S"?C  
 效率 Uq/#\7/rL  
\tFg10  
%MyA;{-F6  
3nt&Sf  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 aaq{9Y#  
UkrqHHpy  
b9uo6u4s  
粗糙度参数: YH33E~f  
 最小特征尺寸:40nm m%ZJp7C  
 全高度调制:400nm t ZUZNKODW  
 高度轮廓 %=x|.e@J  
]@OGp:Hz  
mIVnc`3s  
 效率 a~YFJAkg9  
O/\L0\T  
6|U0"C#]  
?29zcuRaru  
kR%bdN  
 对于较粗糙的表面,0级衍射效率大幅降低,而且±1级衍射效率的不对称性增大。 o)'u%m  
*OU>s;"$  
7. 总结 IVD1 mk  
 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<x?bIetj  
 对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 .$b]rx7$ ~  
 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。 grEmp9Q ?  
 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。 A#~"Gp  
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QQ:2987619807
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