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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。 T"{>t `uv2H$ 1. 建模任务 M8kPj8}{ 2Q/x@aT,h
}|0^EWL 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 @>r._~ 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 v|XTr,# [A+
>^ { 2. 建模任务:正弦光栅 ,k +IPkN+ CM/H9Kz. x-z方向(截面视图) lHN5Dr cvn@/qBq*t
y`Wty@ 光栅参数: {2O1"|s , 周期:0.908um I&D5;8 高度:1.15um 8bTn^!1 (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) \j@OZ $t$ShT) 3. 建模任务 vv72x] NW~N}5T
{%rA1g $SlIr<'*" j8v8uZ;x VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 F|SXn\ +SP{hHa^ 利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 b o6d)Q h{)kQLuzT
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Nb+w% g;H=6JeG/ 4. 光滑结构的分析 R3
-n>V5o x>**;#7)
Y+kfBvxyf qmkAg }2 计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 [`ebM,W 对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% @:oXN]+
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AHD=<7Rs "M<8UE \n 5. 增加一个粗糙表面 A!od9W6 Y@;CF
&W|[r( VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 :tz#v`3o 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 Kr?TxhUHd m]'#t)B_m
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=mO vs 3U<cWl@ VpE*(i$ 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 Ansk,$
第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 dH;8mb|#' 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ${<%" hR$ qrb[-|ie&
KI.q@zO6| Cz9xZA{[M 6. 对衍射级次效率的影响 0CZ:Bo[3 bHY=x}Hv W/=.@JjI 粗糙度参数: S(k3 `;K 最小特征尺寸:20nm =rMUov h 总的调制高度:200nm 'f#{{KA 高度轮廓 B al`y F8nYV
lS"T4 5 5[8xV%>; 0.\/\V:H6 效率 uu-PJTNZ
a4mn*, 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 +! ]zA4x oK9( /v ;dkYf24 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm f&=AA@jLv 总调制高度:400nm 高度轮廓 eVEV}`X 9"N~yKa`"K
HCIU!4rH ?U%qPv: 效率 |.(dq^ Giid~e33
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。 )\1QJ$-M& !eGC6o}f 粗糙度参数: OyU5DoDz1 最小特征尺寸:40nm sG(~^hJ_ 总调制高度:200nm _F4Ii-6 高度轮廓 MS
nG3]{z sSr&:BOsi
a]$1D!Anc >,v`EIg 效率 EH-sZAv Rm2yPuOU}A
F6LH $C ]RwpX ^ 1 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 'S20\hwt- *2ZjE!A C+*d8_L 粗糙度参数: nyX2|m& 最小特征尺寸:40nm On8v//=& 全高度调制:400nm k6;?)~. 高度轮廓 -m\u
xI{)6t$` ud63f`W]4 效率 loEPr5bL ?3/qz(bM
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8_{e3s rbul8(1h 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。 :>rkG?NfL R
&nPj~ 7. 总结 L s
G\OG 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)。 @Y?#Sl* 对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ,xw#NG6 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。 kT|dUw9G 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。 >;jZa \|n-
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