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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。 P>_O :xD  
YJ~<pH  
1. 建模任务 b!H1 |7>  
3,p!Fun:r  
5*z>ez2YQ7  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 hj];a,Br&  
 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 >nkVZ;tL  
-VohU-6 |  
2. 建模任务:正弦光栅 $:u*)&"t|  
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x-z方向(截面视图) QFnuu-82"  
A f`Kg-c_(  
~W @dF~r  
光栅参数: !gI0"p?  
 周期:0.908um &YIL As^8A  
 高度:1.15um W B:0}b0Gu  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) QGNKQ`~  
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3. 建模任务 EC,,l'%a|/  
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Mmz; uy_  
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 hp -|a  
DT-.Gdb8  
 利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 72$S'O%,0  
F w{:shC  
|k~AGc  
hT^&*}G  
4. 光滑结构的分析 _4oAk @A  
)B]"""J  
r2:{r`ocM  
qX}3}TL  
 计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 mX|M]^_,z  
 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% ]O;*Y{:Y  
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X !h>13fW  
">T\]V$R  
5. 增加一个粗糙表面 qz- tXc ,  
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o"Xv)#g&  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Op0*tj2i),  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 o;c"-^>  
i>S@C@~  
7s^b@&Le  
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FW[|Zq;}  
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Zf>:h   
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 MO0t  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 f:3cV(mC  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 5H Cw%n9  
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`Ku:%~$/  
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6. 对衍射级次效率的影响 9O &]!ga  
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粗糙度参数: b B#QIXY/L  
 最小特征尺寸:20nm BoT#b^l  
 总的调制高度:200nm io\t>_  
 高度轮廓 M2V`|19Q  
(J4( Ge  
!>'A2V~F  
=zH)R0!eG  
S.[L?uE~F  
 效率 mfj%-)l9  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 0++RxYFCL  
w nBvJb]4l  
a{ke%W$*P  
 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm q-^{2.ftcx  
 总调制高度:400nm 高度轮廓 @u$NB3  
"KF]s.  
H|e7IsY%  
[.Fm-$M-  
 效率 |;:Kn*0/]  
DI(XB6  
由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 n?c[ E+i;  
,f%4xXI  
粗糙度参数: ,2U  
 最小特征尺寸:40nm t"9r`0>  
 总调制高度:200nm jHob{3  
 高度轮廓 ^d# AU7V|  
qOmL\'8  
w^cQL%  
%<+Ku11  
 效率 <k3KCt  
^:$ShbX"P  
f/z]kfgw  
SnX)&>B  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 Rt,po  
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粗糙度参数: >bI\pJ  
 最小特征尺寸:40nm K}N~KDW R|  
 全高度调制:400nm p<pGqW  
 高度轮廓 *'?V>q,  
Wm}T=L`  
fHwS12SB  
 效率 @:Ft+*2  
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jq#`cay!  
-ert42fN  
@K S.H  
 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。 vo:h"ti  
W@z xGH$z>  
7. 总结 ,c`Wmp^AY  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 F( /Ka@  
 对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 } gwfe H  
 光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 7wY0JS$fz  
 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。 iZ/iMDfC  
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QQ:2987619807
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