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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。 <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-`UMO  
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  
!#*#jixo  
\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}  
$d4&H/u^  
5. 增加一个粗糙表面 V[WL S?-)  
)`ixT)   
> LN*3&W  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 0S'@(p[A  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 s16, *;Z  
G)M! , Q  
U}k@%m,  
~Eb:AC5  
Zs-lN*u7.  
/0fHkj/J=B  
"9"  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 ~Lg ;7i1L  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 q4G$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"&k O>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&*  
YWDgRb  
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 eY^zs0  
 高度轮廓 NV?XZ[<*<  
.d$Q5Qae  
y;4g>ma0  
 效率 Hg8 4\fA  
BhbfPQ  
4KSq]S.  
.f;@O qU  
k\*?<g  
 对于较粗糙的表面,0级衍射效率大幅降低,而且±1级衍射效率的不对称性增大。 D)l\zs%ie  
?$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_Rk W5g  
 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  
ding_snoe 2021-11-23 14:41
经典,学下。。。,,
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