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。 q0wVV   tw66XxE   1. 建模任务 X[<9+Q -&   E3!twR*Aw   <h({+N   AK HH{_    一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 5mU_S\)4:z    对于该仿真，采用傅里叶模态法。 d/1XL[&   2. 建模任务：正弦光栅 Cx[4 /~_<   j$6}r   x-z方向(截面视图) Sls> OIc   @V)WJ{   e+wd>iiB   ?F/3]lsggT   光栅参数： |k+^D:    周期：0.908um jPfoI-    高度：1.15um @zbXG_J   (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) ~6tY\6$9f   (agdgy:#   3. 建模任务 @_{"ho   q<VhP2R   !T*izMX}   !r<7]nwV   #^Y,,GA    VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 c,@6MeKHq   VZ8L9h<{"    利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 jkq+j^   |($pXVLH`   x+pFu5,   {Fj`'0Xu;   4. 光滑结构的分析 x>^S..K}L%   Gkl#s7'   KjadX&JD   6{M.S}.^    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% T1E{NgK   $IHa] 9 {   :|a[6Uwl\V   ?U |lZ~o   5. 增加一个粗糙表面 b{&@Lm0Tn   pPE4~g 05h   .NKN2    VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 [Mi~4b    因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。  :9<5GF(   oW6.c]Vo   *4ID$BmO   9c LKb   LE;c+(CAU   ,0~=9dR    该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 2,+H;Ypi!    第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 \m<*3eS    第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 &\LbajP:+   wNlp4Z'[   >_@J&vC   SC#   6. 对衍射级次效率的影响 FQ5# v{   \?j (U8mB>   344- ~i*   粗糙度参数： m*1=-"P    最小特征尺寸：20nm }{$@|6)R     总的调制高度：200nm Q8_d]V=X:    高度轮廓 !59q@Mya[   '>Z Ou3>   aePk^?KbB   =#W6+=YN8   FGC[yz1g:    效率 5lT lZRH1   |K]tJi4fz    粗糙表面对效率仅有微弱的影响 s^cHR1^   {'/8{dS   +:b|I'S    粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm |q?A8@\u    总调制高度：400nm 高度轮廓 {J[0U Z6   CGQ`i   hT<v8   i9d.Ls    效率 =dPrG=A   7z}NI,R}1    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。 >6c{CYuT   MZ0 J/@(   )Ipa5i>t   粗糙度参数： z;T?2~g!    最小特征尺寸：40nm L~\Ir    总调制高度：200nm ,+WDa%R    高度轮廓 ./u3z|q1   KcHW>IBxdv   2TdcZ<k}J   J=  T!    效率 ikUG`F%W   [5H#ay   rAgb<D@,H   `rvS( p[s    更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 @, $>H7o   L+&$/1h]   f mf(5   粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm 3= PRe    全高度调制：400nm 高度轮廓 _G@)Bj^*   *5u0`k^j   QN":Qk(,q    效率 !Eu}ro.}   DKR2b`J   Q/I/>6M7UZ   D/v?nW   umI@ej+D    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%o%   09/Mg   7. 总结 idEhxvAo    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)。 ?|kwYA$4o    对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 J .$N<.    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。 f<<1.4)oSV    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。 X3@Uih}|

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