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infotek 2021-11-23 13:12

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。 $LU"?aAW  
|DsnNk0c  
1. 建模任务 <n#DT  
tToTxf~  
I(XOE$3  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 YIjTL!bA"  
 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 #f+$Ddg*  
 z^<"x |:  
2. 建模任务:正弦光栅 6R^^.tCs  
mrw=T.  
x-z方向(截面视图) $*?,#ta  
KY~- ;0x  
k5T,990  
光栅参数: MNV % =G  
 周期:0.908um Gn&4V}F  
 高度:1.15um Gy(=706  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) Q 7?#=N?  
V 0rZz  
3. 建模任务 =&:Y6XP  
\P6$mh\T  
L+q/){Dd(  
yNbjoFM.i  
q*9!,!e  
 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。 ~Rr~1I&mR,  
4H/fP]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。 (I./ Uu%  
8Q'0h m?  
V=*wKuB  
.qZI$ l .  
4. 光滑结构的分析 )h)]SF}  
@!1x7%]G  
Dg?:/=,=9r  
sL$:"=  
 计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 ^RI?ybDd  
 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% aSnF KB  
i,/0/?)*_  
IqoR7ajA  
%xyou:~0zs  
5. 增加一个粗糙表面 ?)ONf#4Y  
AQwdw>I-FX  
+csi[c)3E  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ;67x0)kn  
 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。 V]db'qB\  
2V#>)R#k  
N <Xq]! K-  
Iepsz  
ZNvEW  
O[ef#R!  
OD!& .%  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 mrF58Uq;A  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 TtTj28 k7  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 7x%R:^*4  
#$8% w  
*(T:,PY  
B e0ND2oo  
6. 对衍射级次效率的影响 YF>m$?;  
ElW~48  
|}di&y@-JI  
粗糙度参数: `M^= D&Bf  
 最小特征尺寸:20nm /k,-P  
 总的调制高度:200nm /~$WUAh  
 高度轮廓 LAS'u "c|  
fO[+LR 'ax  
GE%Z9#E  
oUQ,61H  
"4{LN}`  
 效率 2Tp1n8FV  
?Yth0O6?sb  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 /n{omx  
+{f:cea (1  
_8F`cuyW  
 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm Ssou  
 总调制高度:400nm 高度轮廓 [`"ZjkR_J  
0vD7v  
r\-uJ~8N  
n%.7h3  
 效率 8h*Icf  
tnN.:%mZ  
由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 B][U4WJ)  
p;3O#n-_  
粗糙度参数: |Sy<@oq  
 最小特征尺寸:40nm xg;+<iW  
 总调制高度:200nm o.!~8mD  
 高度轮廓 Kzm+GW3o[  
%Q fO8P  
ogHCt{'  
] [+#;avU  
 效率 J$GUB3 G  
~5%W:qwQ  
i%#+\F.&  
 ~- _kM  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 x7!L{(E3  
mpU$ +  
H Y&DmE  
粗糙度参数: 9.gXzP H  
 最小特征尺寸:40nm zuJ@E=7  
 全高度调制:400nm W14 J],{L  
 高度轮廓 /_AnP  
Eg#K.5hJ  
D%OQ e#!  
 效率 *rs5]U<  
i@)i$i4  
v1+3}5b'uF  
IEsEdw]aZE  
59Xi3KY  
 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。 `>f6) C-  
2Mc3|T4)U  
7. 总结 RI 5yF  
 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)。 a!7A_q8M  
 对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ~J wb`g.  
 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:$4u@   
 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。
c'>/  
ding_snoe 2021-11-23 14:41
经典,学下。。。,,
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