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。 u6d~d\   nL~ b    1. 建模任务 >7Q7H#~w   xGk4KcxKs   4+bsG6i   9x,+G['Zt    一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 )Cfrqe1^    对于该仿真，采用傅里叶模态法。 3Re\ T   2. 建模任务：正弦光栅 P://Zi6>   MqH~L?~}|   x-z方向(截面视图) PCjY,O   -C<aB750O)   \ }f*   OSk9Eb4ld   光栅参数： H:6$)#    周期：0.908um uD3_'a    高度：1.15um JnJz{(c   (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) ?>&Zm$5V   DcHMiiVM   3. 建模任务  l0)uu4|   HskN(Ho   p 60D{UzU   K4~Ox   "-%H</    VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 ?Q2pD!L{   2=EKAg=S    利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 <X*8Xz mv   T(F8z5s5   ") D!OW]   6Tnzg`0I   4. 光滑结构的分析 ?f&I"\y   Y[4B{   <&iBR   Gy%e%'    计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% @35shLs   %\0 Y1!Hw   )/'s& D   *2F}e4v   5. 增加一个粗糙表面 P_U-R%f   f'dI"o&^/d   Lw`\J|%p    VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ~l~g0J    因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 |{T2|iJI   8vK&d>   k7*q.20   -yeT$P&|   tw66XxE   jLSZ#H    该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 x#D=?/~/Kv    第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 "RLb wm~    第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 7 }k8-:a%   g:U ul4   ^>fs   c3##:"wr   6. 对衍射级次效率的影响 gZ3!2T>   WmA578|l!   VzesqVx   粗糙度参数： "dOzQz*E    最小特征尺寸：20nm n9fk{"y'G    总的调制高度：200nm @d\F; o<    高度轮廓 Bh?;\D'YC   K@m^QioMj   XJ;/ kR   Lg1Usy%   zlfm})+G    效率 3>+;G4   $4&Ql    粗糙表面对效率仅有微弱的影响 c+JlM1p@   n[@Ur2&)   {/ta1&xyG    粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 2xX7dl(cC    总调制高度：400nm 高度轮廓 y.zQ `   scdT/|(U$   S4w/ kml3   ZAE;$pkP    效率 <CFur   Nu'rn*Y_    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。 o&]qjFo\m   _D~a4tgS   (rJ vE*   粗糙度参数： nFqMS|EN    最小特征尺寸：40nm 5 F-Q&    总调制高度：200nm {-xnBx    高度轮廓 t`Sh!e   nV,a|V5Xm   EO5Vg   )l=j,4nn    效率 tVOx   >97N $   r$KDNa$/a   /SiQw7yp%    更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 yC[}gHv   S'txY\   $Ix^Rm9c   粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm 8PQt8G.    全高度调制：400nm 高度轮廓 <*[(t;i   FB@G.f   {}z7N~    效率 bu]bfnYi9   _/Hu'9432   B4hR3%   Rh=h{O   C RNO4    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。 w^~,M3(+)1   S7bSR?~L[   7. 总结 .FeEK(    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)。 w"~T5%p    对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 C<3An_Dy    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。 m`/OO;/;    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。 D3]_AS&\

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