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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。 6|=]i-8 GJdL1ptc 1. 建模任务 T`^Jws{;7 `\@n&y[`7
,hf W2} 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 g{Av
=66Z 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 \dQc!)&C9 /[?}LrDO 2. 建模任务:正弦光栅 >K'dgJ245 0:Bpvl5 x-z方向(截面视图) U`[viH>K #|T"6jJaQ
{_!,T%>+1 光栅参数: 1Xi>&;], 周期:0.908um jOCV)V9} 高度:1.15um 9qDM0'WuU (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) @(c^u; aEzf*a|fSV 3. 建模任务 V]Te_ >E;w (1cB Tf
vw>(JCR yR~$i3Z*
kMW9UUw VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 Y;R,ph.a u3Z]!l 利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 ,|z@Dy U B+~K/
PK|qiu-O&* N( 7(~D=)B 4. 光滑结构的分析 3XB`|\: A3.I|/
Jqzw94 [*u\ S 计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 `StuUa 对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% q{V e%8$" &KBDrJEX
|11vm# X9PbU1o; 5. 增加一个粗糙表面 1?w=v|b:P) #*rJI3
kIa16m VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 //N="9)@ 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。 7Cp/{l;d 3f$n8>mq
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D?%[du:V dn}EM7:Z "c} en[ 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 &0f/F:M 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 F3vywN1$, 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 Id^q!4Th9 W%5))R$
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Jw=7eay$F 6. 对衍射级次效率的影响 =\u,4 $Tv~ *|a SVZ@'X\[M 粗糙度参数: 8&HBR # 最小特征尺寸:20nm G:1QXwq\j 总的调制高度:200nm lH?jqp 高度轮廓 >Q<XyAH~ )2wf D
J~J+CGT~2 Z # 4$, W\d 效率 1P"{TMd?
Fs~*-R$ 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 FZ%h7Oe !wUznyYwt /~s<@<1!X 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm CAvi P61T 总调制高度:400nm 高度轮廓 UAz^P6iQ`~ d 4tL
%'g)MK!e ud(0}[ 效率 z&n2JpLY7 )c*xKij
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。 5m'AT]5Tn_ !_3b#Caf 粗糙度参数: `-CN\ 最小特征尺寸:40nm K_ymA,&() 总调制高度:200nm y5=,q]Qjk[ 高度轮廓 b{-"GqMO (
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#"c'eG0 QjXJo$I6 效率 PfU\.[l$ KwMt@1Z
*-fd$l. 3rFku"zT$ 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 dHiir&Rd9` VI9rezZ* o:cTc:l) 粗糙度参数: S'$m3,l(k 最小特征尺寸:40nm OAiW8BAe 全高度调制:400nm bJ
6ivz 高度轮廓 451.VI}MR
|S).,B wmVb0~[ 效率 MYb^G\K VHqoa>U,*
F4-rPv f^hJA Z [G|(E 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。 3B%7SX i)(G0/: 7. 总结 XRkUv>Yk 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)。 Kv1~,j6 对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 f{L;, 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。 Hc<@T_h+2 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。 EpR n,[ ^{IZpT3
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