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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。 RRb>]oD  
`t7z LC^c  
1. 建模任务 79z/(T +  
h1~/zM/`  
l3Qt_I)L  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 rDWwu '  
 对于该仿真,采用傅里叶模态法。  \4j(el  
;S9 z@`a.  
2. 建模任务:正弦光栅 v t_lM  
WCYVonbg"  
x-z方向(截面视图) \"a~~Koe  
yJ:rry  
$ghlrV;:ct  
光栅参数: (GoxiX l  
 周期:0.908um OI,F,4e  
 高度:1.15um ~}_S]^br  
(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) U6F7dT  
d" =)=hm!  
3. 建模任务 l(pP*2  
%0zp`'3Y  
Nh01NY;  
~bq w!rz  
7*kTu0m  
 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。 '=+gwe M  
$3S`A]xO  
 利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 +V9(4la  
b5#Jo2C`AJ  
cpm *m"Nk  
X"V)oC  
4. 光滑结构的分析 mT>RQ.  
?@^gpVK{  
Byh!Snoe  
QuBA'4ht  
 计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 6s t^-L  
 对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% `k7X|  
Qoa&]]  
9aYVbq""  
QBCEDv&j  
5. 增加一个粗糙表面 ~ Zw37C9J  
t:P]G>)x|  
jItVAmC=i  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 h %5keiA  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 yb-4[C:i  
5~OKKSUmT  
v=daafO  
FP")$ ,=s  
ba)hWtenH  
/vPr^Wv  
R1Fcd@DWD  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 NOFH  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 %NcBq3  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 R*H-QH/H1  
iGBHlw;A  
L=5Y^f'aU  
BO+t o.  
6. 对衍射级次效率的影响 iM$iZ;Tp  
}%c0EY'  
 zj$Ve  
粗糙度参数: S3Fj /2Q8  
 最小特征尺寸:20nm #+ {%>f  
 总的调制高度:200nm 6%V#_]  
 高度轮廓 HP=5 a.  
M 9 N'Hk=  
+E+I.}sOB  
H|3CZ=U?  
vvLzUxV  
 效率 >ktekO:H  
z3M6<.K  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 eI@G B  
[7l5p(=  
k;<F33v;Mh  
 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm ;+n25_9  
 总调制高度:400nm 高度轮廓 A{wk$`vH  
Mn*5oH  
]{AHKyA{:  
XUK%O8N#9  
 效率 1]aya(  
0L \vi  
由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 :eBp`dmn  
&D`$YUl@  
粗糙度参数: ?Hbi[YD  
 最小特征尺寸:40nm w!RJ8  
 总调制高度:200nm BQ {'r^u  
 高度轮廓 n*hRlL  
7??j}ob>  
R7Ns5s3X  
Oe0dC9H  
 效率 CYNpbv  
bQwiJ`B&  
{/XU[rn  
}S9uh-j6l  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 'D?sRbJ=  
h)T-7b  
!< ^`Sx/+  
粗糙度参数: ?Q6ZZQ~  
 最小特征尺寸:40nm [jF\"#A  
 全高度调制:400nm X6oY-4O  
 高度轮廓 4OdK@+-8U  
Rp.FG   
e(k$k>?  
 效率 kN* \yH|  
j*jq2u  
5G#K)s(QC  
8;P_KRaE  
fQ,(,^!;  
 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。 BYs^?IfW  
"#`c\JuR ]  
7. 总结 ^Cn_ ODjo  
 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)。 |)Sx"B)  
 对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 m}nA- *  
 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。 )h(yh50 B  
 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。 i{ 2rQy+  
eC-nV)]I9  
XJf1LGT5  
QQ:2987619807
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