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。 nvOJY6)$V   aBblP8)8;K   1. 建模任务 _9B ^@~   qi]"`\   ]7/6u.G7R   6%\&m|S    一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 VQ(l=k:}2    对于该仿真，采用傅里叶模态法。 y yqya[-11   2. 建模任务：正弦光栅 NN"!kuM   =K8z8K?   x-z方向(截面视图) &~&nJr   ?Mj@;O9>'   .?NraydwV   7@u:F?c   光栅参数： YacLYo#    周期：0.908um (O`2$~mIM    高度：1.15um ,5Nf9z!hk(   (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) T*bBw   +m]Kj3-z@   3. 建模任务 FI=]K8   =&-+{txs   (-bLP   UtzM+7r@   +/|t8zFWs    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。 1 [D,Mu%E   d'UCPg<Y    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。 u~7 ,v   _gn`Y(c$%   Jd-u?    X0&[cyP!   4. 光滑结构的分析 P;DGs]PF   $PbwC6>8   "qxu9Hg!   =1e>$E #    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% 9yWQ}h   -j"]1JLQ   9LK<u $C   |x/00XhS   5. 增加一个粗糙表面 RA^-Pa.O   ^wTod\y   HTw7l]]    VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 SXF~>|h5<    因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 }MCJ$=5   :}{,u6\   uYy&<_r   K'u66%wAL   rJws#^]   9%6W_0>    该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 0k):OVfm=    第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 5FQtlB9F    第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 /+g)J0 u   ReZ&SNJ   5A`T}~"X   }n[<$*W^   6. 对衍射级次效率的影响 J%SuiT$L&Y   SU80i`   7%F8   粗糙度参数： 9aKt (g6    最小特征尺寸：20nm /\e&nYz    总的调制高度：200nm 9}*<8%PSt,    高度轮廓 Jh!'"7   %K7wScz7   JVawWw0q   Ubf@"B   p|,3X*-ynx    效率 {-Q=YDR   1C ]mxV=%    粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Y}UVC|Ef   A$;"9F@   Uk@'[_1z    粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm [Z$E^QAP    总调制高度：400nm 高度轮廓 j]5mzz~   Dg~L"   {IR-g,B   s6+`cC4    效率 RhQ[hI   T=D|jt    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。 (>usa||   <-rw>,   uE%$<o*#   粗糙度参数： j |X>:!4r    最小特征尺寸：40nm w_hN2eYo&e    总调制高度：200nm "CcdwWM    高度轮廓 6l,oL'$}P1   x!RpRq9   ^oYudb^%   p81Vt    效率 V_p[mSKJv   UD}#c:I   gSn9L)k(O   `+?g96     更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 RjW< H6a"K   I2G:jMPy   zvAUF8'_   粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm KYN{Dh]-}    全高度调制：400nm 高度轮廓 RP|/rd]-k   G>f2E49BXt   h =E)5&Z    效率 }?KfL$@$   K#_x.:<J   4_&+]S   'PK;Fg\   5N.-m;s    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。 .XTR HL*:   gR\-%<42   7. 总结 JDp{d c    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)。 +$y%H    对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 S;L=W9=wby    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。 tkjQSz    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。 (RBzpAiH

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