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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。 :|=Xh"l"  
D)eRk0iC  
1. 建模任务 k[1w] l8  
%kk~qvW  
X- SR0x  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 nwJc%0  
 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 UFj/Y;  
WAVEwA`r  
2. 建模任务:正弦光栅 )u307Lg  
0fa8.g#I$  
x-z方向(截面视图) l R^W*w4y  
rTeADu_vf  
mXUe/*r0T  
光栅参数: Bs<LJzS{V  
 周期:0.908um #3-hE  
 高度:1.15um 6/|"y  
(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) 21~~=+)X  
K$-|7tJon  
3. 建模任务 .X6V>e)(3  
^K!R4Y4t  
U,,rB(  
A~'p~ @L  
0Pg@%>yb~  
 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。 <##aD3)  
d)v!U+-|'  
 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。 Jv D`RUh  
\6,Z<.I  
_;k))K^  
NqN9  
4. 光滑结构的分析 oRl@AhS  
9`DY6qfly  
Y= ^o {C6  
bpfSe  
 计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 Y67i\U>?  
 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% [&{NgUgu"  
4?~Ei[KgQn  
fU4{4M+9"  
$+HS^m  
5. 增加一个粗糙表面 58/\  
bt?)ryu  
Nv\<>gA:  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 |r53>,oR<:  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 CIf""gL9  
90+Hv:wF  
%l)~C%T  
M,N(be-  
BC1P3Sk 6X  
~Nl`Zmn(A|  
Q9 RCN<!  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 LP}YH W/  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Rj,M|9Y)o  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ]\:l><  
)jN fQ!?/  
Mer\W6e"e  
c# WIB 4  
6. 对衍射级次效率的影响 NKw}VW'|  
w7h=vy n?  
SlUt&+)  
粗糙度参数: O; <YLS^|6  
 最小特征尺寸:20nm Px"K5c*  
 总的调制高度:200nm IN94[yW{1  
 高度轮廓 M.}QXta  
%b`B.A  
v7- d+P=  
Jl,\^)DSw  
}@w Xm  
 效率 QjwCY=PK!  
fT_swh IO  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 `z3"zso  
\{`*`WQF  
eFCXjM  
 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm =;HmU.Uek%  
 总调制高度:400nm 高度轮廓 7S9Q{  
sR*JU%  
`o!a RX  
(3Z~EIZz  
 效率 Bn{0-5nj  
BXo9s~5Q  
由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 S~ 3|  
MHKB:t]hA  
粗糙度参数: T89VSB~  
 最小特征尺寸:40nm oM#S.f?  
 总调制高度:200nm gedk  
 高度轮廓 hKW!kA =gZ  
- dt<w;>W  
XG}pp`{o  
ihdtq  
 效率 k|T0Bly3P  
}D eW2Jp  
Gk5SG_o  
)z?Kq0  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 Bh,LJawE  
0,`$KbV\  
3 ,?==?  
粗糙度参数: i<Be)Y-'  
 最小特征尺寸:40nm  g8_IZ(%:  
 全高度调制:400nm JP<Z3 A2q  
 高度轮廓 >zDnJb&"&  
vXM``|  
wc'K=;c  
 效率 d\ Z#XzI8  
oWUDTio#[  
s~6irf/  
lC i_G3C  
4hv'OEl  
 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。 )(pJ~"'L  
=`]yq;(C7j  
7. 总结 N]sX r  
 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)。 ]jzINaMav  
 对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 }`9}Q O  
 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。 +<ey Iw  
 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。 lFY;O !Y5\  
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QQ:2987619807
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