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。 ed\umQ]
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1. 建模任务 a\]glw\;
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 58>C,+
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 (;6vT'hE
2. 建模任务：正弦光栅 aFf(m-
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x-z方向(截面视图) kH|cB!?x
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光栅参数： U5!~@XjG>
 周期：0.908um ^0T DaZDLp
 高度：1.15um L[rxs[7~
(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) 'OjsV$_
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3. 建模任务 n=1_-)
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 <Y"h2#M"
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 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 dHO8 bYBH
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4. 光滑结构的分析 eJ3;Sd''
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% ~Kiu" g
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5. 增加一个粗糙表面 kPvR ,
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 -F~"W@9r
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 Mo4k6@ht_
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 ,qu7XFYrY
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 e754g(|>b
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 &OXm^f)K
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6. 对衍射级次效率的影响 L&LAh&%{2
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粗糙度参数： a1 v%G
 最小特征尺寸：20nm kA4bv}
 总的调制高度：200nm @O9wit.
 高度轮廓 :D:Y-cG*n<
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 效率 b-?d(-
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 i#KY'"P
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 5H}d\=z
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ,R[<+!RS
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 效率 XE($t2x,M
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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。 }ki6(_
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粗糙度参数： &6&$vF65c
 最小特征尺寸：40nm e!N%
 总调制高度：200nm V\*J"ZP&
 高度轮廓 Y$0K}`{
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 效率 hka`STK{
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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。 CF]#0*MI
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粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm I/_,24[
 全高度调制：400nm 高度轮廓 L*zfZ&
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 效率 1EQLsg`d^
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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。 91|~KR)
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7. 总结 g?{7DI`
 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)。 :u|F>e
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 C j:
 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。 UQnv#a>
 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。 ^w*&7.Z
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