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。 "s0)rqf<   PgtJ3oq[}   1. 建模任务 {.C!i{|   O}-jCW;K   J:CXW%\ <q   ,(qRc(Ho    一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 s4A43i'g!h    对于该仿真，采用傅里叶模态法。 5m\<U`   2. 建模任务：正弦光栅 mF*2#]%dx   7puFz4+f   x-z方向(截面视图)  oM2l-[-   xS4w5i2   TC!Yb_H}gN   RYQ<Zr$!   光栅参数： Dz>^IMsY    周期：0.908um l?Udn0F    高度：1.15um uki#/GzaO   (这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) }vxw*8d?   Qu?R8+"KS   3. 建模任务 T!+5[   *H"B _3<n   ] o*#t   n0r+A^]   ^Cu\VV    VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 '\Giv!>   Uzz'.K(Mv|    利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 be]bZ 1f   @L<*9sLWh   IHam4$~-   TS Tl+W   4. 光滑结构的分析 1O/+ 8yw   @e(o129   Ixb=L(V   [Y|8\Ph`&    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% K0-ypU*P   "?]{%-u   PDJr<E?   B~]k#Ot)   5. 增加一个粗糙表面 Y2a5bc P   cii_U=    O@u?h9?cf>    VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 !\zWF    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.7cy@N6   =5J7Hw&K   P\yDa*m   "'c A2~   RN$1bxY   E@@5BEB ~    该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 "$#xK|t    第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 3LAIl913    第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 Bc+w+   E(O74/2c8   l)G^cSHF.3   AqWUwK9T   6. 对衍射级次效率的影响 +]*zlE\N`   F~T]u2qt   pXrFljoYl[   粗糙度参数： v25R_""~    最小特征尺寸：20nm iP =V8g?L    总的调制高度：200nm ockTe5U    高度轮廓 n!YKz"$   j/R[<47   AP68V   kStnb?nk   I;e=0!9U    效率 PH1p 2Je   .X@FXx&    粗糙表面对效率仅有微弱的影响 I KqQ>Z-q~   T=iJGRctB   DnC{YK    粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm v4u5yy_;(    总调制高度：400nm 高度轮廓 YM1'L\^   D&od?3}E   ti5mIW\   M$y+q ^    效率 j}%ja_9S   -wp|RD,}(    由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 R9'b-5q   a6D &/8   wLi4G@jJ   粗糙度参数： V}J)\VZ2#    最小特征尺寸：40nm E0Y-7&Fv    总调制高度：200nm mkYqpD7    高度轮廓 6ys &zy   (pY 7J   x}_]A$nV   % W=b?:    效率 Sx708`/Ep   |uX,5Q#6   W?qmp|YD   $CY~5A`l9    更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 mR&H9NG   v>$'iT~l   SOIHePmwK   粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm :e_V7t)o    全高度调制：400nm 高度轮廓 _kj wFq   2[Z,J%:0   )Hpa}FGT    效率 7({]x*o*%   VXYK?Qc'   ]QpWih00V   >d,jKlh^.%   T+*%?2>q"    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:!Z=I}>   <QA6/Ef7   7. 总结 H= g`hF]`    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)。 )CuZDf@    对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 jE}33"    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。 CS@FYO    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。 -&3hEv5

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