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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。 {F.[&/A  
.eVG:tl\  
1. 建模任务 F0@gSurg)  
P( 8OQL:  
A^<jy=F&  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Q hO!Ma]  
 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 ]~3V}z,T*  
aAUvlb  
2. 建模任务:正弦光栅 ,Ko!$29[  
-e:`|(Mo  
x-z方向(截面视图) P+/e2Y  
o!A+&{  
JZyAXm%  
光栅参数: l!u_"I8j5  
 周期:0.908um #S"nF@   
 高度:1.15um c yz3,3\e  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) wI/iuc  
?gGHj-HYJ  
3. 建模任务 5$C-9  
$6SW;d+>n  
+52{-a,>  
0n{=%Q  
t1x1,SL  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 *J`O"a  
(SAs-  
 利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 =D"#U#>;7&  
4'=y:v2  
9XB8VKu8  
}0Ed ]  
4. 光滑结构的分析 )l DD\J7  
u]UOSfn  
Pe3o;mx  
8KzkB;=n  
 计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 }k.Z~1y  
 对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% /cP"h!P}~~  
=@~Y12o?%  
K]w'&Qm8W  
/N.U/MPL_  
5. 增加一个粗糙表面 X#^[<5  
x7 ,5  
p9-K_dw3X@  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 6(-N FnT  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 %d9uTm;  
a9Zq{Ysj  
9_/:[N6|c|  
wN~_v-~*Q  
5\VWCI  
DZtsy!xA  
 a0)QH  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 8Z=R)asGS  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 7WzxA=*#  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 5]:U9ts#  
=41?^1\  
Yrq~5)%  
e~"U @8xk~  
6. 对衍射级次效率的影响 (X*^dO  
xr^LFn)  
 _;\_l  
粗糙度参数: ")p\q:z6  
 最小特征尺寸:20nm j8:\%|  
 总的调制高度:200nm F#5~M<`.o  
 高度轮廓 IO<6  
P?P#RhvA1  
2&J)dtqz  
YKK*ER0  
~WF\  
 效率 W=+ Y|R!  
b4Ekqas  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 !&@615Vtw  
qwAT>4  
!U Ln7\@  
 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm }4X0epPp;:  
 总调制高度:400nm 高度轮廓 V0a3<6@4  
9_h[bBx-'Q  
`N8O"UcoBo  
)NT*bLRPQ  
 效率 sU^1wB Rj  
M&M 6;Ph  
由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 XW92gI<O  
@oGcuE  
粗糙度参数: :7;@ZEe  
 最小特征尺寸:40nm HTTC TR  
 总调制高度:200nm pT6$DB#  
 高度轮廓 -yNlyHv9  
Qn2&nD%zi  
YtLt*Ig%  
m+$VVn3Z}  
 效率 K3l95he  
W\V.r$? v  
*|HY>U.  
n~Lt\K:  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 WUTowr  
bpa?C  
% A0/1{(  
粗糙度参数: ;-Aa|aT!  
 最小特征尺寸:40nm  e]$s t?  
 全高度调制:400nm >=w)x,0yX  
 高度轮廓 fI|$K )K  
.x&%HA  
 ZWm6eD  
 效率 GTxk%   
&BSn?  
RT8 ?7xFc  
,<X9Y2B  
1k^oS$UT  
 对于较粗糙的表面,0级衍射效率大幅降低,而且±1级衍射效率的不对称性增大。 bvOq5Q6  
0<*<$U  
7. 总结 :Llb< MY2  
 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)。 /dIzY0<aO  
 对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 j5h-dK  
 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。 B`sAk %  
 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。
62NsJ<#>  
ding_snoe 2021-11-23 14:41
经典,学下。。。,,
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