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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。 2Xt4Rqk$  
i1 E|lp)  
1. 建模任务 x%B_v^^^  
k)p` x"To  
]" 'yf;g  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 r<`:Q]  
 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 =A"Abmx|  
Dh I{&$O/  
2. 建模任务:正弦光栅 uk):z$ x  
Vm[Rp, "  
x-z方向(截面视图) 7>Z|K  
E=sh^Q(A  
R}&?9tVRR  
光栅参数: !vSI"$xd  
 周期:0.908um o7) y~ ke  
 高度:1.15um MpCPY"WLL  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) zwfft  
VdHT3r  
3. 建模任务 ; vH2r~  
C(N' =-;Kl  
P3zUaN \c  
h[ .  
}. &nEi`  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 37U8<  
p*g Fr hm  
 利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 BhJ>G%  
h,{m{Xh  
_{*} )&!M  
Y)rK'OY'  
4. 光滑结构的分析 TDh)}Ms  
7)rQf{q7  
xIM,0xM2  
uzd7v,  
 计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 QiPq N$n  
 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% */aY $aWv  
a"#t'\  
<y6`8J7:  
$@AJg  
5. 增加一个粗糙表面 L!Jx`zM^  
pzF_g- B  
AiqKf=  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。  ?8>a;0  
 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。 1-kuK<KR  
Hv/C40uM-  
r:QLU]   
N*IroT3  
b_x!m{  
$fb%?n{  
P;5)Net1X  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 )."ob=m  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 iJ>=!Q  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ^ D0"m>3r  
W~ yb>+u  
|_53So: g  
a*M|_&MH*  
6. 对衍射级次效率的影响 }<Ydj .85  
7K"3[.  
}e7Rpgu  
粗糙度参数: ` m 5\  
 最小特征尺寸:20nm EjPR+m  
 总的调制高度:200nm bb_elmb)n  
 高度轮廓 (kL"*y/"p  
P]+B}))  
~kc#"^s J  
m(f`=+lqI`  
"im5Fnu  
 效率 {|9knP  
KloX.y)q  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 rJ /HIda  
7gX32r$%V  
M6-uTmN:d  
 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm ]}`t~#Irz  
 总调制高度:400nm 高度轮廓 Ana[>wSZO@  
?V`-z#y7  
i4YskhT  
r\m{;Z#LJm  
 效率 < F5VJ  
;D'm=uOl  
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。 -Mo4`bN  
4~ x>]  
粗糙度参数: eC/{c1C  
 最小特征尺寸:40nm /K H85/s  
 总调制高度:200nm *zRig|k!H  
 高度轮廓 ZK4V-?/[6  
AO<T6 VK  
aT^ $'_ G  
LJrH_h8C  
 效率 60{G 4b)  
C6ql,hR^h`  
Z|K HF"  
AMrYT+1  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 8wWp+Hk  
MJX ny4n  
T4x%3-4 ;  
粗糙度参数: u?>},M/  
 最小特征尺寸:40nm kR+}7G+  
 全高度调制:400nm z ,;XWv?  
 高度轮廓 B1X&O d  
X -1r$.  
WD4"ft  
 效率 t %u0=V  
o?]Q&,tO  
2dz)rjd O,  
g_4%M0&AX  
k3&68+  
 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。 +;+G+Tn  
&._"rhz  
7. 总结 3MX#}_7A  
 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)。 @zGF9O<3,@  
 对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 (bm> )U=  
 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。 a@g <cl7a,  
 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。
m 70r'b]  
ding_snoe 2021-11-23 14:41
经典,学下。。。,,
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