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。 Z:|9N/>T
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1. 建模任务 7WP%J-
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ESIzGaM
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 jN6b*-2
2. 建模任务：正弦光栅 6JH56
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x-z方向(截面视图) \vVSh
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光栅参数： +T2HE\
 周期：0.908um "yW&<7u1
 高度：1.15um Gs_qO)~xo
(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) ~{M@?8wi
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3. 建模任务 ue6d~8&
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 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。 ^.vmF>$+I
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 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 nm@']
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4. 光滑结构的分析 \zu}\{
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% ?z=\Ye5x
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5. 增加一个粗糙表面 i2PZ'.sL
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 vT7g<
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 JE!("]&
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 S LGW:
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 f=`33m5
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 #$'FSy#
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6. 对衍射级次效率的影响 Z]vL%Gg*!
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粗糙度参数： (C S8(C4[
 最小特征尺寸：20nm SDBt @=Nl
 总的调制高度：200nm #w>~u2W
 高度轮廓 )q3"t2-
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 效率 G!Zyl^
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 m22wF>9
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm #a,9B-X
 总调制高度：400nm 高度轮廓 kMxjS^fr
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 效率 MFwO9"<A
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 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。 QUOKThY?
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粗糙度参数： QxpKX_@Q5
 最小特征尺寸：40nm *<9$D
 总调制高度：200nm S>f&6ZDNY(
 高度轮廓 >Ko[Xb-8^_
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 效率 rK|*hcy
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 bd\=h1
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粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm '3;v] L?G
 全高度调制：400nm 高度轮廓 V#^yX%
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 效率 |t6~%6^8
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 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_F!_
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7. 总结 tXq)nfGe{
 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)。 D}{b;Un
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 (bm;*2
 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。 Y&f\VNlT
 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。 HL8eD^
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