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。 %$?Q%   Mg/2w   1. 建模任务 gg_(%.>   --)[>6)I   %'O(Y{$Y.   |JQKxvjT    一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ) <~7<.0    对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ^-Ji]5~   2. 建模任务：正弦光栅 boovC W   zZiVBUmE<   x-z方向(截面视图) `2   YWFHiB7x   Ve) :I   ox#4|<qM   光栅参数： [~S0b    周期：0.908um =@l5He.]&    高度：1.15um Lr &BZM   (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) hJNA%   \vQ (   3. 建模任务 <qx-%6   ,CF~UX% bU   y&]D2"I   q[K)bg{HB   75i )$}_1B    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。 9z}kkYk   i+3b)xtW7    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。 ZVU)@[s   ]F!h~>   R8*4E0\br   z[OEgHI   4. 光滑结构的分析 rE~O}2a#H   8/v_uEG   `#F>?g$2   tWIhbt    计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% 0IuU4h5Fr   -tZb\4kh   t-/^O   (@9}FHJzi   5. 增加一个粗糙表面  tvILLR   u e~1144   ?'r[P03    VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 '/?&Gol-    因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 Ycm1 _z   5T`39[Fya   L^}kwu#   _qfdk@@g   isqW?$s   yMxS'j1    该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 5E}i<}sq5    第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 M:N> {_1&    第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 .w&Z= YM   HAXx`r<   e2v,#3Q\   ZN^Q!v   6. 对衍射级次效率的影响 RIlPH~   @VFg XN   N]~q@x;<)3   粗糙度参数： xhv)rhu@    最小特征尺寸：20nm ;x"B ):?\    总的调制高度：200nm ^z1WPI    高度轮廓 m6}"g[nN   p/:L;5F   UHHe~L   h fNBWN   $!t!=    效率 LT!4pD:a   4Q.70    粗糙表面对效率仅有微弱的影响 1'=brc YR   y g7z?AZ   &E~7ty'    粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm hH~Z hB    总调制高度：400nm 高度轮廓 {^v50d   ^?,/_3   e_e|t>nQ   :&]%E/    效率 VrDvd   h$3Y, -4    由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 J_tJj8   &c'unKH   Y,9("'bo   粗糙度参数： >2$M~to"1    最小特征尺寸：40nm 9r!%PjNvE    总调制高度：200nm $W)FpN;CW/    高度轮廓 /[mCK3_   )pJzw-m"   SU:Cm:$   <[*s%9)'9    效率 #nnP.t m   eL],\\q   f-#fi7   t+pI<c^]y    更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 YEGXhn5E   N$.''D?7D   Z#0z#M`   粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm mu*wX'.'    全高度调制：400nm 高度轮廓 ^+pmZw90   b"J(u|Du`   TJCoID7a8    效率 V'_^g7}l&   *l|CrUa   Tf+B<B:   `XTu$+   U*zjEY:A    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。 V&gUxS]*   >:s:`Au   7. 总结 Lz4iLLP    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)。 \2T@]!n    对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 7;Wj^#    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。 K,J:i^2    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。 i~4:]r22

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