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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) lR^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
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^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" $+HS^m 5. 增加一个粗糙表面
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Nv\<>gA: VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 |r53>,oR<: 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 CIf""gL9 90+Hv:wF
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RCN<! 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 LP}YHW/ 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Rj,M|9Y)o 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ]\:l>< )jN fQ!?/
Mer\W6e"e c# WIB 4 6. 对衍射级次效率的影响 NKw}VW'| w7h=vy n? SlUt&+) 粗糙度参数: O;<YLS^|6 最小特征尺寸:20nm Px"K5c* 总的调制高度:200nm IN94[yW{1 高度轮廓 M.}QXta %b`B.A
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d+P= Jl,\^)DSw }@wXm 效率 QjwCY=PK!
fT_swhIO 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 `z3"zso \{`*`WQF eFCXjM 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm =;HmU.Uek% 总调制高度:400nm 高度轮廓 7S9Q{ sR*JU%
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RX (3Z~EIZz 效率 Bn{0-5nj BXo9s~5Q
由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 S~ 3| MHKB:t]hA 粗糙度参数:
T89VSB~ 最小特征尺寸:40nm o M#S.f? 总调制高度:200nm
g ed k 高度轮廓 hKW!kA=gZ - dt<w;>W
XG}pp`{o ihdtq 效率 k|T0Bly3P }D eW2Jp
Gk5SG_o )z?Kq0 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 Bh,LJawE 0,`$ 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&"&
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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\ :I }_ Uq6..<# QQ:2987619807 :Y [r^=>
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