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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。 'g8~539{&  
%Ysu613mz  
1. 建模任务 xNTO59Y-s  
ysfR@ sH7  
`wI<LTzXS  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 @4 m_\]Wy  
 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 Ep0L51Q  
&E$jAqc  
2. 建模任务:正弦光栅 >A|6 kzC  
8@|_];9#.  
x-z方向(截面视图) 9}Tf9>qP>M  
XB-pOtVm  
FS r`Y  
光栅参数: P@:#NU[  
 周期:0.908um W{l+_a{/9  
 高度:1.15um F8?&Ql/hdz  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) Re('7m h~  
VkT8l4($X<  
3. 建模任务 FfN==2:b  
34 W#  
!'Xk=+  
dRyK'Xr  
mCe,(/>l+  
 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。 .e5GJAW~9  
X~Uvh8O  
 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。 _/ZIDIn  
|Sy |E  
'5KgRK"  
g.X?wyg5  
4. 光滑结构的分析 LpJ\OI*v  
za'Eom-<u  
h{S';/=8  
T{bM/?g  
 计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 ]v@#3,BV  
 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% /yyed{q  
_wKFT>  
?7^H1L  
<O&L2E @~f  
5. 增加一个粗糙表面 4s~Y qP{K  
oL#^=vid"  
RG[3LX/  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 yhv(KI  
 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。 g>-pC a  
`ltc)$  
S[J eW  
\@;$xdA$  
(RVe,0y  
7/+I"~  
{L~j;p_G&  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 nF>41 K  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 qmqWMLfC  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 rV84?75( Y  
,% "!8T  
*;t\!XDgp  
 9uR+  
6. 对衍射级次效率的影响 waI?X2  
.2"-N5Z  
N(uHy@  
粗糙度参数: mSLA4[4{  
 最小特征尺寸:20nm uonCD8  
 总的调制高度:200nm ?+av9;Kg  
 高度轮廓 h ` qlI1]  
7irpD7P>  
eyW8?:  
zU7co.G  
jq%%|J.x  
 效率 Em)U`"j/9  
\4Uhc3  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 !yqe z  
94^)Ar~O  
F t/yPv  
 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm 6_|iXs(&  
 总调制高度:400nm 高度轮廓 QO2@K1Y  
}`KK  
 _U.|$pU  
RO+ jVY~H-  
 效率 ! Gob `# r  
DW( /[jo\  
由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 '41'Gn  
@$}Ct  
粗糙度参数: $7h]A$$Fv  
 最小特征尺寸:40nm L~oy|K67  
 总调制高度:200nm m`i_O0T  
 高度轮廓 YRg"{[+#]k  
b@QCdi,u  
Hlhd6be  
L0l'4RRm\  
 效率 Cj%n?-  
Pi+pQFz5  
~c,CngeL0  
8Q%g<jX*  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 K|pg'VT"  
b?{MXJ|  
FKZ'6KM&A  
粗糙度参数: (1EtC{ m  
 最小特征尺寸:40nm 6ChFsteGFr  
 全高度调制:400nm (+yH   
 高度轮廓 mT:NC'b<9  
H;nEU@>"Z  
fj|b;8_}l  
 效率 f=k_U[b4>  
 `j1oxJm  
[Dhqyjq  
TAxu]C$P  
D@2L<!\  
 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。 dI%?uk  
eFh7#~m  
7. 总结 * N]^(+/A  
 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)。 y'aK92pF:  
 对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 M>E~eb/  
 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。 @)\4 $#+-  
 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。 NSa6\.W)  
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QQ:2987619807
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