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。 EZ!! V~   qGX@mo({   1. 建模任务 $:u*)&"t|   ~~yng-3)1   }Y-V!z5z!   XL*M#Jx    一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 P(PBOB97    对于该仿真，采用傅里叶模态法。 |lhnCShw   2. 建模任务：正弦光栅 o@A`AA9   M~zI;:0O   x-z方向(截面视图) xh;gAh5n   CVO_F=;   ->ZP.7   &S="] *Z   光栅参数： RxP~%oADw    周期：0.908um !$Uo$?gC    高度：1.15um 3nA^s"#p   (这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) + "84.PZ   k_t|) J   3. 建模任务 C).\ J !   H:~bWd'iz   fDr$Wcd~   hT%fM3|,e   :}_hz )    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。 )B]"""J   r2:{r`ocM    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。 ue8 @=}   -gGw_w?)(   wai3g-`   pCkMm)2g!   4. 光滑结构的分析 #GGa,@O   rQzdHA   @*rMMy 4   !$98U~L    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% sd4eG   \(LD<-a   |}{gE=]   Sk EI51]   5. 增加一个粗糙表面 =?|$}vDO[   cPcH 8Vd   aUL7]'q}    VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Fepsa;\sU    因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 Ep- bx&w+   9{(q[C5m   #j7&2L   L%H\|>k`   4!14:mq   cKYvNM    该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 =9TwBr.CJ    第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ?"'+tZ=f6    第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 5v oL@w>   T=/c0#Q|q   >}wFePl   nU=   6. 对衍射级次效率的影响 _#M4zO7   OM.-apzC   {_tq6ja-<   粗糙度参数： =m<b+@?T    最小特征尺寸：20nm }alq~jY    总的调制高度：200nm Qz=e'H    高度轮廓 Lp%J:ogV`   p+Q9?9   Tf=1p1!3   ~NE`Ad.G   PkFG0    效率 AxEdQRGk   ` Cd!    粗糙表面对效率仅有微弱的影响 X \BFvSv8C   BZv:E?1z   MMO/vJC    粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm '-(Z.e~e    总调制高度：400nm 高度轮廓 gs+nJ+b   #-b}QhxH   L_T+KaQCH   3 }sy{Mx%9    效率 cY+fZ=   w15a~\Qu    由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 TP| ogF?   yOD=Vc7i   C/ VHzV%q   粗糙度参数： e{5O>RO    最小特征尺寸：40nm ^d # AU7V|    总调制高度：200nm qOmL\'8    高度轮廓 w ^cQL%   <8~c7kT'   <k3KCt   ^:$ShbX"P    效率 djoP`r   hVyeHbx   OI0@lSAo<   %qqCpg4    更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ) iV^rLwL   e34g=]"   :RDk{^b)   粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm t (vyi    全高度调制：400nm 高度轮廓 Y_C6*T%   E|oOd<z   'ahz@+lO    效率 |F\fdB}?S:   XxeP;}    Migl   j"Ew)6j   x8c>2w;6x^    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。 7k%!D"6_R   ?.-+U~   7. 总结 <Vt"%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)。 Ll%}n ti    对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ?Vh#Gr    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。 S&&QU#    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。 E:B<_

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