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。 qdh;zAMx
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1. 建模任务 w[\*\'Vm0
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 <aa#OX
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 dgpo4'c}
2. 建模任务：正弦光栅 Yo@>O98
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x-z方向(截面视图) :k8>)x] )
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光栅参数： @i&LKr8
 周期：0.908um {%. _cR2
 高度：1.15um KL#F5\ E
(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) aUSxy8%
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3. 建模任务 X}p#9^%N
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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。 "o#"u[W,
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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。 ?{%P9I
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4. 光滑结构的分析 \+fP&
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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% *CA|}l
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5. 增加一个粗糙表面 rtv\Pf|
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 vi@a87w>
 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。 w_@NT}
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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)。 MHVqRYz
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 mA(K`"Bfh
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 dm,7OQ
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6. 对衍射级次效率的影响 `B) ~
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粗糙度参数： ,Bp\ i
 最小特征尺寸：20nm Un^QNd>
 总的调制高度：200nm ?;,s=2
 高度轮廓 K+dkImkh
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 效率 .oH0yNFX
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ;WJ}zjo >
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 15r,_Gp8
 总调制高度：400nm 高度轮廓 UA>~xJp=
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 效率 IKKd
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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。 #R"9(Q&
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粗糙度参数： apa~Is1
 最小特征尺寸：40nm bsC~ 2S\o
 总调制高度：200nm b(_PCVC
 高度轮廓 bWt>tEnf
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 效率 ED"@!M`1
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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。 :t?9$ dL
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粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm e-,U@_B
 全高度调制：400nm 高度轮廓 !(*mcYA*W
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 效率 OwwH 45
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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。 v/c8P\
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7. 总结 U;D!m+.HK
 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 ?7(A%
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 zawU
 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。 HLg/=VF7?
 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。 miCt)Qd
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