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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。 ileqI/40f  
MH"{N "|  
1. 建模任务 l>KkK|!T^i  
6D[m}/?Uy  
M![aty@  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 CXb-{|I}d  
 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 =F(fum;zH  
j89C~xP6  
2. 建模任务:正弦光栅 Mr5E\~K>s  
D{Zjo)&tF'  
x-z方向(截面视图) X1 A~#w>  
Dr;-2$Kt/&  
l!U_7)s/  
光栅参数: u?OyvvpH  
 周期:0.908um S,K'y?6  
 高度:1.15um Q7 dXTS4H  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) bNUb  
UStNUNCq  
3. 建模任务 ?w{lC,  
w]4=uL6  
q,#j *  
P/BWFN1  
PT9,R^2T!  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 uR|?5DK  
3?Ml]=u  
 利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 YbMeSU/sX  
y"|QY!fK  
d?j_L`?+  
}y<p_dZI  
4. 光滑结构的分析 )2@_V %  
-&PiD  
/H_,1Fu|  
9<0p1WO  
 计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 a ?LrSk`  
 对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% =")}wl=s  
NVEjUt/  
'#~$Od4&=  
R)>/P{ A-P  
5. 增加一个粗糙表面 {-(}p+;z  
6m#V=4e*  
k4|9'V&1*6  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 |5uvmK  
 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。 w\ hl2JTy  
^DL}J>F9G  
s "KPTV  
U@W3x@  
Hzr<i4Y=w9  
q[6tvPfkX  
,o $F~KPu  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 sV8}Gv a  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 V SJGp`  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 l+6y$2QR  
1Sk=;Bic  
& PHejG_#  
:]EAlaB4Q  
6. 对衍射级次效率的影响 [>5<&[A  
2V6=F[T  
V3%"z  
粗糙度参数: ~H[  
 最小特征尺寸:20nm !PQ%h/ix  
 总的调制高度:200nm t' )47k\  
 高度轮廓 U} EaV<  
hf6=`M}>i  
)tH.P: 1~,  
g@IV|C( *0  
2TH13k$  
 效率 BCDmce`=l  
^SP/&w<c  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 8>T#sO?+  
&`#k 1t'  
I r8,=  
 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm DuESLMhz  
 总调制高度:400nm 高度轮廓 \rXmWzl{  
\!!qzrq  
XJx$HM&0M  
*&WkorByW  
 效率 C,*3a`/2M^  
qOA+ao  
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。 M^q< qS>d  
D{-h2=V  
粗糙度参数: AYhWeI+  
 最小特征尺寸:40nm #w%d  
 总调制高度:200nm KpHt(>NR  
 高度轮廓 ^!Y]l  
6`K R  
8fV.NCyE  
BZS%p  
 效率 #@ClhpLD  
4Zz%vY  
W<f-  
$Hw w  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 tcDWx:Q  
}BF!!*  
wM$N#K@  
粗糙度参数: 1M1|Wp  
 最小特征尺寸:40nm l ga%U~  
 全高度调制:400nm vbt0G-%Z  
 高度轮廓 <WXGDCj  
#7 )&`  
v'Y0|9c  
 效率 5j8aMnvs  
 Dno]N  
;(&$Iw9X  
/+V}.  
KT5amct  
 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。 0+-"9pED>E  
y4\(ynk  
7. 总结 pZE}<EX  
 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)。 Yfbo=yk  
 对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 'E\/H17  
 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。 _GhP{ C$  
 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。 yL2sce[  
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