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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。 4 >H0a  
2 n2,MB  
1. 建模任务 zQt)>Qx_  
.x/H2r'1  
$Fy~xMA8O  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 !=yO72dgLY  
 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 @{Fa=".Ch  
D+oV( Pw,  
2. 建模任务:正弦光栅 bNtOqhi  
eI|~neh  
x-z方向(截面视图) #BS!J&a  
W?.xtQEv  
7Wiwnv_"  
光栅参数: {l_D+B;  
 周期:0.908um 8JW0;H<  
 高度:1.15um #^ .G^d(=  
(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) ]^{5`  
y^kC2DS   
3. 建模任务 v]KPA.W  
!y!s/i&P%  
/jq"r-S"  
e U-A_5  
C)9-{Yp  
 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。 kjQI=:i=  
\S~<C[P  
 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。 ZC^?ng  
v{\~>1J{  
2Y=Q%  
)coA30YR  
4. 光滑结构的分析 [!ZYtp?Hf  
+yHzp   
U[#q"'P|l  
*y>|  
 计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 eMH\]A~v"  
 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% U2JxzHXZ  
[FWB  
qEkhgJqk  
]7h;MR  
5. 增加一个粗糙表面 Me;Nn$'%  
Mq6_Q07  
kaCn@$  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 (Pt*|@i2c  
 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。 O}7aX '  
`7',RUj|D  
$,Y?q n/  
6M8(KN^  
uYc&Q$U  
z &[[4[  
P~"""3de4  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 UX'tdB !A  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Ob -k`@_|  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 /B  
F=kiYa}  
MK4CggoC  
e?-LB  
6. 对衍射级次效率的影响 vYG$>*  
t]pJt  
+;;pM[U  
粗糙度参数: ;V1e>?3  
 最小特征尺寸:20nm =TXc - J  
 总的调制高度:200nm o/\z4Ri)$  
 高度轮廓 ]5J*UZ}  
knZ<V%/e  
= G3A}  
 \R<OT%8  
Jz\'%O'  
 效率 Aaix? |XN  
T k4"qGC.  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 3836Di:{  
(tP^F)}e5  
uc;QSVWGy8  
 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm _qqJ>E<0  
 总调制高度:400nm 高度轮廓 5bKn6O)K  
GQ9g$&T  
n-_-;TYH  
KcjP39@I  
 效率 !xK`:[B  
bx<7@  
由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 ,*Yu~4  
%fz!'C_4  
粗糙度参数: izi=`;=D^  
 最小特征尺寸:40nm [e'Ts#($A  
 总调制高度:200nm X;0DQnAI8j  
 高度轮廓 9_ GR\\  
jM90 gPX>,  
fz8eL:i:  
8+ 1t ys  
 效率 6l>$N?a  
pemb2HQ'4j  
7 0:a2m  
9_F2nmEv  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 i4N '[ P}  
rr# &0`]  
x,z+l-y  
粗糙度参数: |,Y(YSg.  
 最小特征尺寸:40nm l M5Xw  
 全高度调制:400nm n ||/3-HDj  
 高度轮廓 @%K@oDL  
y!Q&;xO+!  
`Q*L!/K+  
 效率 &/4W1=>(  
(<pc4#B@*  
R$=UJ}>  
tm(.a ?p  
>v`lsCGb  
 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。 jnX9] PkJ  
m6)8L?B   
7. 总结 l-"$a8jn2  
 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)。 Zycu3%JI  
 对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 =9e( )j  
 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。 HKCMKHR  
 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。 GM{m(Y  
VC\43A,9  
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