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infotek 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。 O$e"3^Pa  
73 .+0x  
1. 建模任务 [xrsa!$   
&g5PPQ18  
::#[lw  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 r,Xyb`  
 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 Ug546Bz  
$57Q g1v  
2. 建模任务:正弦光栅 SJh~4R\  
k[ D,du')  
x-z方向(截面视图) 3Og}_  
3<M yb  
G rU`;M"  
光栅参数: I;E?;i  
 周期:0.908um z_R^C%0k  
 高度:1.15um oOvQA W8`  
(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) 0x5Ax=ut  
l=l$9H,  
3. 建模任务 ,lvG5B\0  
b-#{O=B  
8UgogNR\  
i.Y2]1  
sU*?H`U3d  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 0k16f3uI   
(.@peHu)#  
 利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 9{Etv w  
FNF`Z  
82EvlmD  
Jh&DL8`  
4. 光滑结构的分析 c?_7e9}2  
f"j9C% '*  
L8h!%56s  
0KgP'oWvY  
 计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 K/N{F\  
 对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% c;X,-Q9  
Lhux~,EH  
j|Vl\Z&o)  
L YB @L06a  
5. 增加一个粗糙表面 oNPvksdC;  
)LKJfoo PY  
2 G*uv+=  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 [Z:P{yr  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 <W8 %eRfU  
7* Y*_cH5  
*aM7d>nG5  
GeY!f/yQ<  
gU|:Y&lFZg  
=6:9y}~  
 \SQ4yc  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 G]k[A=dg  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 2>k*9kyp  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 I)` +:+P  
nyR<pnuC'  
`3VI9GmQ  
o jxK8_kl  
6. 对衍射级次效率的影响 Hqs-q4G$  
57;0,k5Gy  
!<~.>5UQ  
粗糙度参数: _wb]tE ~g  
 最小特征尺寸:20nm !x R9I0V5  
 总的调制高度:200nm 9%NsW3|  
 高度轮廓 Km= Y^x0  
/LWk>[Z;  
3$YbEl@#  
"k@[7 7  
e/+.^ '{  
 效率 T|BlFJ0"  
Os>&:{D4!  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Ty{ SZU J  
N.z2eo  
S WTZ6(!oW  
 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm q#c+%,Z=C  
 总调制高度:400nm 高度轮廓 4<UAT|L^`  
5ta;CG  
YfT D  
aL&egM*  
 效率 u e  
__tA(uA  
由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。  C&qo$C  
V 1d#7rP  
粗糙度参数: RZ{O6~VH  
 最小特征尺寸:40nm O-p`9(_m  
 总调制高度:200nm %`5K8eB  
 高度轮廓 af @a /  
H"w;~;h  
-:=m-3*Tg  
fP4P'eI  
 效率 v+g:0 C5 (  
"dt}k$Gr  
?nL,Otz  
#Pd__NV"\  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 2Uf/'  
Y{dX[^[  
hTEb?1CXU  
粗糙度参数: &Lzd*}7  
 最小特征尺寸:40nm "eTALRL'o  
 全高度调制:400nm Z~94<*LEp  
 高度轮廓 uc"%uc'  
|n;);T(  
fATVAv  
 效率  H6nH  
PeiRe  
^.@%n1I"5y  
 ^ b5+A6?  
9wf"5c  
 对于较粗糙的表面,0级衍射效率大幅降低,而且±1级衍射效率的不对称性增大。 .UX4p =  
v8C($<3%  
7. 总结 G!C }ULq  
 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)。 lcpiCZ  
 对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 7;TMxO=bra  
 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。 hfbu+w):  
 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。 G,<d;:  
SnUR?k1  
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