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。 NUtyUv   P!ICno6[e   1. 建模任务 bj^m<}    p~co!d.q/}   mwhn =y#]*   z1 px^#    一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 @zq{#7%z    对于该仿真，采用傅里叶模态法。 &4 FdA|9T   2. 建模任务：正弦光栅 c'qM$KN9G   tAi9mm;k   x-z方向(截面视图) }w8AnaC   zPc;[uHT   7y7y<`)I5   Z.(x|Q9   光栅参数： O{R5<"g    周期：0.908um a~"X.xT\R    高度：1.15um { "c,P:S]   (这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) ?@(H. D6'v   l d9#4D[#   3. 建模任务 .).<L`q   0E[Se|!   AUV$ S2   k~dr;j   .>&fwG    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。 OK}"|:hrd   #"JU39e    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。 LeCU"~   =S nR9In   <`qo*__1   /XB1U[b   4. 光滑结构的分析 7A-rF U$   4UkLvL1x   BI]t}7   d`/{0:F    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% 7:%K-LeaQu   e>)5j1   T5;D0tM/   <H/H@xQ8G   5. 增加一个粗糙表面 Hyg?as>}u   ]0le=Ee^%   !Ua#smZ    VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 F o6U"    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。 IW gC6)n@n   0iHI"9z   {IvCe0`   ) b8*>k   Fu/CX4R_|   .Dmvgi]    该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 Dn?L    第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 8ic_|hfY    第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 oH0\6:S   *?+!(E   =Yk$Q\c   ez>@'yhK   6. 对衍射级次效率的影响 m}(DJ?qP   fZO/HzX   KWo)}m*6   粗糙度参数： 4`F*] Ft    最小特征尺寸：20nm 8Bvjj|~ (@    总的调制高度：200nm `L>'9rbZO    高度轮廓 9P$'ON'"   u4'Lm+&O   d\f5\Y   D4wB &~U   K\q/JuDfc    效率 ;`+,gVrp   4o8!p\a    粗糙表面对效率仅有微弱的影响 HNPr| (   AUK7a   ajAEGD2Zq    粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm U DG _APf    总调制高度：400nm 高度轮廓 t-Wn@a   _ xUXt)k   1"k@O)?JP   pK`rm"6G    效率 pqK3u)   rdRX    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。 k<qQ+\X   or<JjTJ\o_   L!Ro`6|7;   粗糙度参数： oKac~}_KL    最小特征尺寸：40nm |]Xw1.S.L    总调制高度：200nm /d4xHt5a    高度轮廓 4$^=1ax   i469<^A   kLhtkuS4   Tla*V#:Ve    效率 jd{J3s '%   m8?(.BJ%   b} *cw2   0[];c$r<    更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 Du/s    4Zq5   -=RXhE_{   粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm DF~w20+    全高度调制：400nm 高度轮廓 okYsj K5   NJp;t[v.^   5?O" N    效率 .UcS4JU    L,<.rr$:   .^uu*S_   "`S6 1m_   1pK7EK3R    对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 mf3G$=[   t*x;{{jL#(   7. 总结 uzo}?X#    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)。 C{))T5G    对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 Q WoEo    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。 >i~c>+R    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。 0KZ 3h|4lP

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