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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。 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 oOvQAW8` (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$9H, 3. 建模任务 ,lvG5B\0 b-#{O=B
8UgogNR\ i.Y2]1 sU*?H`U3d VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 0k16f3uI
(.@pe Hu)# 利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 9{Et v w FNF `Z
82EvlmD Jh&DL8` 4. 光滑结构的分析 c?_7e9}2 f"j9C%'*
L8h!%56s 0KgP'oWvY 计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 K/N{F\ 对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% c;X,-Q9 Lhux~,EH
j|Vl\Z&o) L YB@L06a 5. 增加一个粗糙表面 oNPvks dC; )LKJfoo
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2 G*uv+= VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 [Z:P{yr 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 <W8%eRfU 7* Y*_cH5
*aM7d>nG5 GeY!f/yQ<
gU|:Y&lFZg =6:9y}~ \SQ4yc 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 G]k[A=dg 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 2>k*9kyp 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 I)` +:+P nyR<pnuC'
`3VI9GmQ o jxK8_kl 6. 对衍射级次效率的影响 Hqs-q4G$ 57;0,k5Gy !<~.>5UQ 粗糙度参数: _wb]tE ~g 最小特征尺寸:20nm !xR9I0V5 总的调制高度:200nm 9%NsW3| 高度轮廓 Km=
Y^x0 /LWk>[Z;
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7 e/+.^ '{ 效率 T|BlFJ0"
Os>&:{D 4! 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Ty{
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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;C G
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D aL&egM* 效率 u
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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 V1d#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
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?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
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^.@%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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