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。 {KH!PAh
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1. 建模任务 eSAB :L,K
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 n'WhCrW
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ],!7S"{97
2. 建模任务：正弦光栅 %Z:07|57I[
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x-z方向(截面视图) l"T{!Oq
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光栅参数： #CRAQ#:45(
 周期：0.908um (z8^^j[
 高度：1.15um g}uVuK;<
(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) U};~ff+
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3. 建模任务 ,WvCslZ
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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。 HB/q v IzB
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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。 t<UtSkE1
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4. 光滑结构的分析 oBBL7/L
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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% Oo)MxYPU
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5. 增加一个粗糙表面 Uk2U:
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 JA")L0a_
 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。 l^LYSZg'R8
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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)。 4R;6u[a]u
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 )`4g,W
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 |Z"5zL10
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6. 对衍射级次效率的影响 MO1t0Myc
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粗糙度参数： {I]X-+D|_
 最小特征尺寸：20nm tB,1+I=
 总的调制高度：200nm c~bTK" u
 高度轮廓 f0<'IgN
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 效率 |q( .j4[i
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 xUKn
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm pOe"S
 总调制高度：400nm 高度轮廓 (FwWyt
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 效率 oX;D|8f
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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。 [1 ?
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粗糙度参数： `Tt;)D
 最小特征尺寸：40nm *yDsK+[_
 总调制高度：200nm )-RI
 高度轮廓 WZ3GI l
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 效率 Kc%GxD`
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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。 ;mi+[`E
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粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm p1O[QQ|
 全高度调制：400nm 高度轮廓 <6djdr1:b
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 效率 ??7c9l5,
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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。 Zdm7As]
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7. 总结 E76#xsyhF
 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)。 saj%[Gsy
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 "6<L) 8
 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。 Q8~|0X\.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。 3G;#QK-c
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