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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。 Ox&G  [  
s.Bb@Jq  
1. 建模任务 GGr82)E  
%Nv w`H  
#v xq|$e  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 4oueLT(zc  
 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 {\%I;2X  
`>`b;A4  
2. 建模任务:正弦光栅 {7@*cB qN  
Ez0zk9  
x-z方向(截面视图) Z+J4 q9^$  
|\?u-O3  
"t(_r@qU/  
光栅参数: %K-8DL8|(  
 周期:0.908um H~nZ=`P9&  
 高度:1.15um -~lq <M  
(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) L 1!V'Hm{  
(IVhj^dQm  
3. 建模任务 t(-,mw  
nHk^trGm  
y32$b,%Xi,  
xlu4  
@v2ko5  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 ?_^{9q%9  
<?5|(Q"@:  
 利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 HOFxOBV  
}UB@FRPF  
z|D*ymz*EY  
=urGs`\  
4. 光滑结构的分析 @r/~Y]0Ye5  
M?%x= q\<  
URrx7F98  
J:glJ'4E  
 计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 BDWbWA 6  
 对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% h )5S4)  
(H !iK,R  
H4AT>}ri  
CCe>*tdf  
5. 增加一个粗糙表面 9tPRQ M7  
Q]/%Y[%|  
D\-\U E/  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 -LszaMR}  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 qE8aX*A1/  
bC1G5`v_D  
UWvVYdy7  
,_RNZ sa;&  
X]D,kKasG  
mQ"uG?NE  
/~{`!30  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 +lqGf  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 q -8G  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 , i5_4  
5P-t{<]tx  
:1>?:3,`  
3^+D,)#D^  
6. 对衍射级次效率的影响 4v hz`1  
c:Nm!+5_(  
}ARA K^%  
粗糙度参数: (jDz[b#OPz  
 最小特征尺寸:20nm ?l^Xauk4Pj  
 总的调制高度:200nm ^D$|$=|DH  
 高度轮廓 KaNs>[a8  
~! -JN}H m  
\toU zTT  
r_#dh  
bT^dtEr[  
 效率 \H@1VgmR;  
bHe' U>  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 njaMI8|Pa  
hDW!pnj1  
$z jdCg<  
 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm VE|l;aXi  
 总调制高度:400nm 高度轮廓 =\WF +r]V  
+ '_t)k^  
k~"E h]38  
wwB3m&  
 效率 w>&*-}XX  
WQ.0}n}d  
由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 rm,`M  
0+*NHiH  
粗糙度参数: >Q\Kc=Q|  
 最小特征尺寸:40nm ro{!X,_$,  
 总调制高度:200nm F^ 75y?  
 高度轮廓 `.W2t5 Y  
 S=(O6+U  
00QJ596  
]]O( IC  
 效率 @owneSD qN  
S%i^`_=Q  
eyCZ[SC  
tX{yR'Qhu  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 l}))vf=i  
GkIY2PD  
{_O!mI*  
粗糙度参数: _s=H|#l  
 最小特征尺寸:40nm kt/,& oKI  
 全高度调制:400nm >1Z"5F7=  
 高度轮廓 l<`>  
{arqcILr  
4N,mcV  
 效率  8s0+6{vW  
f<Hi=Qpm  
$v|W2k  
]dpL PR  
 8b2 =n  
 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。 hzqJ!  
69g{oo  
7. 总结 d#g))f;  
 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)。 "jFf}"  
 对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 08`|C)Z!  
 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。 %c }V/v_h  
 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。 wGc7  
}Y~Dk]*  
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QQ:2987619807
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