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。 KH>Sc3p   I`/] @BdgY   1. 建模任务 'is,^q:@   nnfY$&3A   MS{Hz,I,   E=;BI">.    一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 E/:+@'(k    对于该仿真，采用傅里叶模态法。 nHI(V-E2:H   2. 建模任务：正弦光栅 kjx>   @kwLBAK}@   x-z方向(截面视图) bHO7*E   hX0RET   D8k*0ei&   Vn)%C_-]A   光栅参数： V)2"l"Kt    周期：0.908um >oe4mW    高度：1.15um nped   (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) NV&;e[z   '/Cg*o/   3. 建模任务 j'k8^*M6   /pO{2[   zXQVUhL6   {GUb'J   Lqg]Fd    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。 1pWk9Xuh   ah 4kA LO    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。 )qbI{^_g   ]9fS@SHdx   D._{E*vg   +<gg   4. 光滑结构的分析 Z/xV\Ggx   w-J"zC   !{$qMhT   5RW@_%C    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% Dp^"J85}    - y%QRO(   I9;xzES   VxNXd?   5. 增加一个粗糙表面 |B 9t-   K-Re"zsz   3*G5F}7%=    VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 [C~fBf5    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。 5n:nZ_D   uG4$2   >Q&CgGpW$   aXC!t   YmOldR9v(   n4Vwao/9x    该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 (m6EQoW^s+    第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 8IeI0f"l)    第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 S[Vtq^lU   < /,.K`''W   CdZnD#F2   p*Xix%#6   6. 对衍射级次效率的影响 87pnSj/X"   )5U!>,fT   \]t]#D>0   粗糙度参数： l/[pEUYU    最小特征尺寸：20nm -=5EbNPwG    总的调制高度：200nm xF&6e&nv    高度轮廓 vlvvi()   Z A[)   {y1q7Z.M   I4ebkPgf   AH|Y<\    效率 sp^Wo7&g   |4Qx=x>    粗糙表面对效率仅有微弱的影响 04~}IbeJ   &m'?*O |   (nq^\ZdF    粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm Vn^)    总调制高度：400nm 高度轮廓 ^}hJL7O'   ndqckT@93   },&h[\N{6   pp<E))&R    效率 s"q=2i   Z/gsCYS3F    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。 Vu%n&uF   qIz}$%!A   X{`1:c'x   粗糙度参数： 7|Xe&o<n    最小特征尺寸：40nm i@XB&;*c\    总调制高度：200nm oXdel Ju?    高度轮廓 W+K.r?G<j   07FT)Q TE   v$;@0t:;#   ^zgacn    效率 cv]BV>=E   ?~Pv3'%d   @7%.7LK   68p R:    更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ] opto   $~G@    9n"V\e_R   粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm D#ZPq,f    全高度调制：400nm 高度轮廓 2QL?]Vo   +j.qZ8   F\-Si!~oOz    效率 b)`pZiQP   *7Xzht&f   6}#"qqnx   o0l7 4   o<r sAe    对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 2T?TM! \Q   Im+7<3Z   7. 总结 Zw#<E =\    VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 p?kvW42/    对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ceG&,a$\    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。 Z9VR]cf?    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。 ?A&%Cwj

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