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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。 <Ter\o5% \~Ml<3Zd: 1. 建模任务 1;B&R89} g>gf-2%Uo
m6}_kzFz 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 l[%=S! 对于该仿真,采用傅里叶模态法。
{gD`yoPrV zuFPG{^\# 2. 建模任务:正弦光栅 p-w:l*-` Tdz#,]Q x-z方向(截面视图) KDV.ZSF7 7[K3kUm[
cW"DDm
g 光栅参数: !"-.D4*r 周期:0.908um D,lY_6= 高度:1.15um d%nX;w,
(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) -yBj7F| iE_[]Vgc 3. 建模任务 Zu>-y#Bw Z#^|h0
]ZW-`U MO Q7d@+C v9KsE2Ei 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。 ~Je40vO[ PDz:x4A 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。 S;D]ym !#*#ji xo
\j BA4?(S &N+`O)$ 4. 光滑结构的分析 hn/yX|4c( sX*L[3!vN
AGjjhbGB J~oxqw} 计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 BSJS4+,E 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% N[fwd=$\# +9pock
0M&~;`W} $d4&H/u^ 5. 增加一个粗糙表面 V[WLS ?-) )`ixT)
>LN*3&W VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 0S'@(p[A 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 s16, *;Z G)M! ,
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U}k@%m, ~Eb:AC5
Zs-lN*u7. /0fHkj/J=B "9" 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 ~Lg ;7i1L
第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 q4G$I?4 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 d<HO~+9 W\5 -Yg(@
_Ex<VF u ])%UZM6 6. 对衍射级次效率的影响 1CSGG'J]E 2+S+Y%~ Doq}UWp 粗糙度参数: #n15_cd 最小特征尺寸:20nm u2`j\
Vu 总的调制高度:200nm r:E4Wi{\ 高度轮廓 }m%&|:PH ocMTTVo
;3xi.^=B .XRe:\8mc suW|hh1/Ya 效率 .X"&kO>G
v6[VdWOx5 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 s,!vBSn8 /me ]sOkn %g89eaEZ 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm 1[#sHj$Na` 总调制高度:400nm 高度轮廓 LpSF*xm iQT0%WaHl
yGrnzB6| +RR6gAma}< 效率 05\0g9 C!9mygI
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。 .3XiL=^~Qp n9k 粗糙度参数: $cwmfF2C 最小特征尺寸:40nm 1ah,Zth2 总调制高度:200nm ?EPHq,
E 高度轮廓 A:2CP&* YWD gRb
e{Vn{.i,5 N;BuBm5K 效率 m_Z(osoE#W % WXl*
H"k\(SPVS 92.Rjz;=9? 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 IR:{ { ( v<)&JlR 02tN=}Cj) 粗糙度参数: o"L8n(\ 最小特征尺寸:40nm FwHqID_!:l 全高度调制:400nm e Y^zs0 高度轮廓 NV?XZ[<*<
.d$Q5Qae y;4g>ma0 效率 Hg8
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4KSq]S. .f;@OqU k\*?<g 对于较粗糙的表面,0级衍射效率大幅降低,而且±1级衍射效率的不对称性增大。 D)l\zs%ie ?$tD 7. 总结 !O}e)t 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)。 9n_RkW5g 对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 3fXrwmBT8 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。 %21 |-B 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。 AcH!KbYf
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