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2024-11-28 07:57 |
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。 v(^;% ~;I'.TW 1. 建模任务 YRU#/TP eMUsw5=
?e[]UO 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 )
-@Dh6F 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 9O-*iK h`:B8+k 2. 建模任务:正弦光栅 ZC9S0Z }XfRKGQw x-z方向(截面视图) 9KMtPBZ ._(5; PB"
z/|tsVK 光栅参数: F`57;)F 周期:0.908um :7pt=IA 高度:1.15um xDIl (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) (w?W=guHu a@N
1"O 3. 建模任务 fi'\{!!3m^ |L~RC
eI+p v.Xmrry >/y+;<MZ 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。 K<fB]44Y 8:jakOeT 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。 Zmy:Etqi
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=p&uQ6.i+ rG{,8* 4. 光滑结构的分析 s^GE>rf K b
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y@\J7 h: t8t+wi! 计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 6<9gVh<=w 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% A'T: \Wl t#=FFQOt
gU@BEn} Ia-nA|LBxI 5. 增加一个粗糙表面 J;Veza F"t.ND
-qJO6OM VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 YI),yj 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。 AHn
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-Ps kUl' 6G<gA>V L+NrU+:=C 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 aaFt=7(K 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 rY]QTS">o 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 )"f*Mp E,7b=t
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`ojT CF/8d6}Vf 6. 对衍射级次效率的影响 U
)J/so) kTm>`.kKJ= a
VIh|v 粗糙度参数: Wh1'?# 最小特征尺寸:20nm 6_O3/ 总的调制高度:200nm v)rQ4
wD: 高度轮廓 SJ8|~,vL wU/BRz8I
7^DN8g"&\ 2q%vd=T br4 %(w(d 效率 z#\YA]1
"$PX[: 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 nBGcf(BE.$ 9M1 UkS$`@ ,2lH*=m; 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm Ep1p>s^ 总调制高度:400nm 高度轮廓 6}GcMhU<r Q a3+ 9
o/mGd~ f"0?_cG{% 效率 ,")/R/d c_FnJ_+ +f
由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 4>t=r\"4 vs(x;zpJ 粗糙度参数: OjfumZL# 最小特征尺寸:40nm jT1^oXn@ 总调制高度:200nm .?*TU~S 高度轮廓 R![4|FR )G@/E^ySM
6G]hsgro Vv3:x1S 效率 d^^EfWU R6-Z]Hu
QLOcgU^ jt6,id)& 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 pEX|zee D~7L~Q]xI
A!^gF~ 5 粗糙度参数: #wfb-`,5&9 最小特征尺寸:40nm @V qI+5TA 全高度调制:400nm _q3|Ddm2LN 高度轮廓 9\KMU@Ne
~oE@y6Q t B Kra 效率 4-Cca sL\W6ej
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PN<? 6tv-PgZ 对于较粗糙的表面,0级衍射效率大幅降低,而且±1级衍射效率的不对称性增大。 @"'$e_jj" A7=k9| 7. 总结 JFh_3r' 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)。 hvOl9W> 对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 f'%Pkk 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"j6`h, 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。 ZCz#B2Sf8 &M*f4PeXb
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