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。 UvxSMD:A
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1. 建模任务 u5w&X8x
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 sM9FE{,mx
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 7qe7Fl3
2. 建模任务：正弦光栅 A8pj~I/*-
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x-z方向(截面视图) }* QO]_U?
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光栅参数： ^rv"o:lF
 周期：0.908um }q%jO
 高度：1.15um 0"EoC
(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) Jyj0Gco
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3. 建模任务 01udlW.
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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。 1O |V=K
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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。 B?LXI3sQZ
F4Zn5&.)
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4. 光滑结构的分析 t|}O.u-&;~
FigR1/3o'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% ?d$"[lKX
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5. 增加一个粗糙表面 `)32&\
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 s5l3V2k
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 Sk:2+inU
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 V<8K@/n@
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 xCWz\-;
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 {Oj7
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6. 对衍射级次效率的影响 i9rS6<V'
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粗糙度参数： xRum*}|4
 最小特征尺寸：20nm BOvF)4`
 总的调制高度：200nm G2`${aMS
 高度轮廓 P7:d ly[,q
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 效率 s~^}F+n
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ,2L$G&?
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm \'Ssn(s
 总调制高度：400nm 高度轮廓 d"E^SBO&
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 效率 9CJ(Z+;OM
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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。 >oGiIYq
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粗糙度参数： !E2W\chi
 最小特征尺寸：40nm kJ{+M]pW
 总调制高度：200nm =wVJ%
 高度轮廓 F]EBD8/b
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D+JAK!W
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 效率 OGOND,/R?/
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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。 3Fs5RC~a
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粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm v+G=E2Lhv
 全高度调制：400nm 高度轮廓 );FS7R
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 效率 15U(={
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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。 'Gl&Pa1g?
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7. 总结 rx0~`cVV:
 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)。 I%j_"r9-I
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 l12{fpm
 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。 W,XTF
 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。 Fv74bC%
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