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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。 \4L ur  
R7/S SuG6\  
1. 建模任务 Hi A E9  
755,=U8'wi  
'< U&8?S  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 TIKkS*$  
 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 3l~+VBR_  
uYMn VE"  
2. 建模任务:正弦光栅 V9,<>  
?1D!%jfi  
x-z方向(截面视图) wX0D^ )NtF  
r*+~(83k  
y)fMVD"(  
光栅参数: /@F'f@;  
 周期:0.908um lN#j%0MaUo  
 高度:1.15um 3'Y-~^ml|  
(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) '9zW#b  
c|k_[8L  
3. 建模任务 =I`S7oF  
|n/;x$Cb  
!?nO0Ao-$  
} Bf@69  
\ZZ6r^99  
 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。 sfyLG3$/  
fAgeF$9@  
 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。 $6a9<&LP_  
Y(g_h:lf,]  
hOwb   
509T?\r  
4. 光滑结构的分析 [kg?q5F)  
7GOBb|  
~.: { Ik]  
L5bq\  
 计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 wa8jr5/k"  
 对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% KL'1)G"OH  
]q1w@)]n}  
zMv`<m%  
nQ\`]_C  
5. 增加一个粗糙表面 I=kqkuW  
uO]D=Z\S(  
6Qkjr</  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ] 0X|_bU  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 \}$|Uo$O  
\6|y~5Hw{r  
uOA/r@7I}S  
rRRh-%.RU  
^*}D*=>\  
C ~h#pAh  
AwZ@)0Wy  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 +j 9+~  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 4;6"I2;zfG  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 i{fw?))+  
}dN\bb{#  
nX!%9x$3  
Xex7Lr&  
6. 对衍射级次效率的影响 !0l|[c4 e>  
PA^*|^;Xh  
! v![K  
粗糙度参数: TB>_#+:  
 最小特征尺寸:20nm 7KlL%\  
 总的调制高度:200nm ?ES{t4"  
 高度轮廓 Tv|'6P  
(d &" @  
D9g*+KM&  
&MX&5@ Vu  
:$G^TD/n  
 效率 . V!5Ui<  
(')t >B1Z  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 I%4eX0QY=z  
oc"p5Y3,Os  
t%mi#Gh(  
 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm - k0a((?  
 总调制高度:400nm 高度轮廓 [\ku,yd%0  
\*MZ 1Q*x  
YHN6/k7H  
4m\Cc_:jO  
 效率 vVBWhY]  
efyEzL  
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。 '{,JuX"n  
|}77'w :  
粗糙度参数: gkK(7=r%  
 最小特征尺寸:40nm qg j;E=7  
 总调制高度:200nm mg*iW55g  
 高度轮廓 /[Nkk)8-  
|~76dxU  
yHY2 SXm  
D Z~036  
 效率 s3Bo'hGxG  
eF;Jj>\R+i  
s[4qC  
.\`M oH  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 -qSGa;PJ  
M7qg\1L  
d1yLDj?  
粗糙度参数: ]#N8e?b,  
 最小特征尺寸:40nm Z&@P<  
 全高度调制:400nm "X<V>q$0~c  
 高度轮廓 T pCXe\W  
Vb\^xdL>  
+ $M<ck?Bo  
 效率 <DqFfrpc  
Urw =a$  
Zc";R!At  
t^bh2 $J  
5bZ0}^FYF  
 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。 7yG%E  
3Q&@l49q  
7. 总结 oVl:g:K40  
 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)。 mb'{@  
 对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 .mnkV -m  
 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。 `MT.<5H  
 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。 MHE/#G  
Y;\@ 5TgQ,  
\]F Pv7!  
QQ:2987619807
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