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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。 v(^;%  
~;I'.TW  
1. 建模任务 YRU#/TP  
eMUs w5=  
?e[]UO  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ) -@Dh6F  
 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 9O-*iK  
h`:B8+k  
2. 建模任务:正弦光栅 ZC9S0Z  
}XfRKGQw  
x-z方向(截面视图) 9KMtPBZ  
._(5; PB"  
z/|tsVK  
光栅参数: F`57;)F  
 周期:0.908um :7pt=IA  
 高度:1.15um xDIl  
(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) (w?W=guHu  
a@N 1"O  
3. 建模任务 fi'\{!!3m^  
|L~RC  
eI+p  
v.Xmrry  
>/y+;<MZ  
 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。 K<fB]44Y  
8:jakOeT  
 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。 Zmy:Etqi  
7?2<W-n  
=p&uQ6.i+  
rG{,8*  
4. 光滑结构的分析 s^GE>rf  
K b z|h,<  
y@\J7 h:  
t8t+wi!  
 计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 6<9gVh<=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% A'T: \Wl  
t#=FFQOt  
gU@BEn}  
Ia-nA|LBxI  
5. 增加一个粗糙表面 J;Veza  
F"t.ND  
-qJO6OM  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 YI),yj  
 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。 AHn Yfxv_  
*w6(nG'M{  
+P;&/z8i*g  
^ 4{"h  
-PskUl'  
6G<gA>V  
L+NrU+:=C  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 aaFt=7(K  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 rY]QTS">o  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 )"f*Mp  
E,7b=t  
.a `ojT  
CF/8d6}Vf  
6. 对衍射级次效率的影响 U )J/so)  
kTm>`.kKJ=  
a VIh|v  
粗糙度参数: Wh1'?#  
 最小特征尺寸:20nm 6_O3/   
 总的调制高度:200nm v)rQ4 wD:  
 高度轮廓 SJ8|~,vL  
wU/BRz8I  
7^DN8g"&\  
2q%vd =T  
br4 %(w(d  
 效率 z#\YA]1  
"$PX [:  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 nBGcf(BE.$  
9M1UkS$`@  
,2lH*=m;  
 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm Ep1p>s^  
 总调制高度:400nm 高度轮廓 6}GcMhU<r  
Q a3+9  
o/mGd~  
f"0?_cG{%  
 效率 ,")/R/d  
c_FnJ_++f  
由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 4>t=r\"4  
vs(x;zpJ  
粗糙度参数: OjfumZL#  
 最小特征尺寸:40nm jT1^oXn@  
 总调制高度:200nm .?*TU~S  
 高度轮廓 R![4|FR  
)G@/E^ySM  
6G]hs gro  
Vv3:x1S  
 效率 d^^EfWU  
R6-Z]H u  
QLOcgU^  
jt6,id)&  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 pEX|zee  
D~7L~Q]xI  
A!^gF~5  
粗糙度参数: #wfb-`,5&9  
 最小特征尺寸:40nm @V qI+5TA  
 全高度调制:400nm _q3|Ddm2LN  
 高度轮廓 9\KMU@Ne  
~oE@y6Q  
t BKra  
 效率 4 -Cca  
sL\W6ej  
RzN9pAe  
kyu PN<?  
6tv-PgZ  
 对于较粗糙的表面,0级衍射效率大幅降低,而且±1级衍射效率的不对称性增大。 @"'$e_jj"  
A7=k 9|  
7. 总结 JFh_3r'  
 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)。 hvOl9W>  
 对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 f'%Pkk  
 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。 ^>m"j6`h,  
 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。 ZCz#B2Sf8  
&M*f4PeXb  
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