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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。 G9ku(2cq  
iB1"aE3  
1. 建模任务 25%[nkO4  
.6Tan2[%  
m[6?v;w  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Lu,72i0O ^  
 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 7 sv 3=/`  
7M*&^P\}es  
2. 建模任务:正弦光栅 XlP q>@4p  
+jQHf-l  
x-z方向(截面视图) Vvk1 D(  
x5[wF6A  
. _j9^Ll  
光栅参数: Y=+pz^/"  
 周期:0.908um $'# hCs  
 高度:1.15um w.w(*5[  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) rEEoR'c6  
<7-:flQz~  
3. 建模任务 IzPnbnS}  
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53efF bo  
o ?z A'5q  
yClX!OL  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 BEWDTOY[  
RV^ N4q4  
 利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 !Au'WJfE  
7]se!k,  
*9J >3   
F uYjrzmx  
4. 光滑结构的分析 _p0@1 s(U  
5=Cea  
4e OS+&  
9yla &XTD  
 计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 i+rh&,  
 对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% XdS&s}J[I  
_Q XC5i  
Fo\* Cr9D  
VZhtx)  
5. 增加一个粗糙表面 H,8HGL[l  
>Pa&f20Hp  
})~M}d2LXB  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 b ]A9$-  
 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。 Lg6;FbY?  
KV&4Ep#  
R^u 1(SF  
h"O4r8G}  
G,o5JL"t  
);*:Uz sC_  
{\:"OcP #  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 VY9o}J>,w  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。  mE1m  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 Qdt4h$~V"  
N{kp^Byim0  
Bh<DqN  
LR`]C]  
6. 对衍射级次效率的影响 b { M'aV  
r@WfZ  Z  
/O`<?aP%  
粗糙度参数: .|?UqZ(,  
 最小特征尺寸:20nm * I)F5M  
 总的调制高度:200nm `2 6t+Tb  
 高度轮廓 #E`wqI\'  
7 &O 0  
P:8 qm DXo  
gXy'@ !  
kg/<<RO  
 效率 *3R3C+ L  
G!<-9HA5  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 6j 2mr6o  
H@|h Nn$@  
PNgdWf3  
 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm 0(o{V:l%Z|  
 总调制高度:400nm 高度轮廓 g.,_E4L  
5Z]]xR[  
6B8g MO  
tDWoQ&z2t_  
 效率 MP6Py@J45  
+H**VdM6s  
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。 GS)4,.  
XbaUmCuh  
粗糙度参数: fk5$z0/  
 最小特征尺寸:40nm ;0"p)O@s04  
 总调制高度:200nm i8nzPKF2$3  
 高度轮廓 hI6Tp>b*~  
_Dq, \}  
)&px[Dbx  
wdMVy=SS  
 效率 jt?DogYx  
,^n5UA`PK  
!+o`,KTYp  
xf|vz|J?y  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 YiGSFg  
; 8B )J<y  
x\K9|_!  
粗糙度参数: _C4N6YdU  
 最小特征尺寸:40nm -Cc2|~n  
 全高度调制:400nm NK!#K>AO  
 高度轮廓 Ha41Wn'tZ  
 k:i}xKu  
pPH"6   
 效率 @AfC$T  
5sZqX.XVF  
jccSjGX@w  
8{B]_: -:  
W6&mXJ^3L  
 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。 N2.(0 G  
?' /#Gt`  
7. 总结 S2PPwCU  
 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)。 H$)__V5I,q  
 对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 N_o|2  
 光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 L43]0k  
 利用VirtualLab光栅工具箱,光栅表面的粗糙度可被加以考虑。因此,由于加工引起的结构差异产生的影响可被估算。 XY)I~6$Y  
u;Rm/.  
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