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。 \_i22/Et
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1. 建模任务 !YlEXaS
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 sb1tQ=u[
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 J~ +p7S
2. 建模任务：正弦光栅 huR ^l
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x-z方向(截面视图) A@4{-e\
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光栅参数： ^EW6}oj[
 周期：0.908um :b_hF
 高度：1.15um 1]A\@(
(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) Zw%:mZN
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3. 建模任务 f'`y-]"V5)
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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。 l <Z7bo
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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。 U_E t
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4. 光滑结构的分析 { Q!Xxe>6
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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% vNZ"x)?
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5. 增加一个粗糙表面 gd]_OY7L
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 mQ<Vwx0
 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。 Z]5xy_La
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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)。 8MBY3F
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 KmqgP`Cu
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 H6KBXMYO
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6. 对衍射级次效率的影响 V,?])=Ax
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粗糙度参数： q!Z{qt*`um
 最小特征尺寸：20nm ]9wTAb
 总的调制高度：200nm f>Tn#OW
 高度轮廓 1.Neg|
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 效率 Z8f?uF
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 sn'E}.uhXH
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm o,$K=#Iv
 总调制高度：400nm 高度轮廓 )t2eg1a:
Ac}5,
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 效率 ws$kwSHq
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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。 QQ %W3D@
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粗糙度参数： dChMjaix
 最小特征尺寸：40nm :g+wv}z
 总调制高度：200nm ~h3~<p#M`
 高度轮廓 ih: XC
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 效率 B!4~A{
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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。 0aJcX)
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粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm F><ficT
 全高度调制：400nm 高度轮廓 ezS@`_pR;
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 效率 N_l_^yD
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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。 s|k&@jH)
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7. 总结 z:&/O&?
 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)。 q w@g7
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 fT YlIT9
 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。 Q!r` G
 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。 /0XmU@B
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/Zxq-9

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