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。 dBYmiF!+   wxK X{Bs   1. 建模任务 kVkU)hqR   [%q@]\U$s   +O8%Hm   smlpD3?va    一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 "|EM;o    对于该仿真，采用傅里叶模态法。 B,?T%   2. 建模任务：正弦光栅 <c2E'U)X   KI)M JG:t   x-z方向(截面视图) C[ NSkr   [4YTDEv%   3eb%OEMYk   95ZyP!   光栅参数： LhA*F[6$M    周期：0.908um h k] N6+@    高度：1.15um eWCb 73   (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) * aN   RSfQNc9Z   3. 建模任务 ^]H5h]U'   ). <-X^@   &TUWW/?T   NSxoF3   WJQvB=D&    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。 (ceNO4"cZ   I@T8Iv=    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。 6c}h(TkB   /NLu i@|R   (7vF/7BZ|_   IbT=8l,Li   4. 光滑结构的分析 8L,5Q9 $   vx1c,8   C Nih6R   pV9IHs}    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% p, h9D_   x.]i}mt   fa-IhB1!K   xe]y]   5. 增加一个粗糙表面 (SWYOMo"   Iox gjUa   tRs [ YK    VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Bn^0^J-    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。 7S-ys+   *F+KqZ.2   -f3p U:G8   Xe W<B0~   Tl%`P_J)-S   @'w"R/,n-@    该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 w^?>e;/\    第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ~Y`ldL    第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 y0Fb_"}   sQ=]NF)\   l}a)ZeR1   -?H#LUk   6. 对衍射级次效率的影响 F0pir(n-   s6H]J{1F   aI%g2q0f   粗糙度参数： zvvhFN2s    最小特征尺寸：20nm q['Euy    总的调制高度：200nm ot,jp|N>f~    高度轮廓 ,KF'TsFf   !F*5M1Kjd   F5LuSy+v   viW!,QQ(S   <5-[{Q/2z    效率 cL-[ZvyVX   `n.5f[wC    粗糙表面对效率仅有微弱的影响 c>,'Y)8   Sj-n;F|=X   61Bwb]\f/|    粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm .S!mf    总调制高度：400nm 高度轮廓 ?274uAO'   +dWDxguE{w   &Q%zl9g(g   z#8~iF1    效率 ")_| 69 VX   ^T( .k=    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。 h2)yq:87   $'0u|Xy`   niiA7Ux   粗糙度参数： 7P%%p3    最小特征尺寸：40nm 4{}FL    总调制高度：200nm o906/5M    高度轮廓 FGPB:   [8.c8-lZ^   {i1|R"ta   :<ka3<0%    效率 P!~MZ+7#&   5 z~1Dw   Bp*K]3_   8/DS:uM    更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 y>R=`A1b   Ot$-!Y;<   Qwz}B   粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm HpR]q05d    全高度调制：400nm 高度轮廓 ;5wn67'   wJg1Y0nh   R]Vt Y7}i,    效率 ^aIPN5CK   PUz*!9HC   214Ml0/%   7@#>bE6   Qf58ig-vCY    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。 +cWLjPD/}   062,L~&E   7. 总结 @M<|:Z %.@    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)。 anuL1fXO    对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。  ^le<}    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。 ZkgV_<M|    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。 KMt`XaC9e

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