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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。 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  
$SlIr<'*"  
j8v8uZ;x  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 F|S Xn\  
+SP{hHa^  
 利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 b o6d)Q  
h{)kQLuzT  
#{\J Nb+w%  
g;H=6JeG/  
4. 光滑结构的分析 R3 -n>V5o  
x>**;#7)  
Y+kfBvxyf  
qmkAg }2  
 计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 [`ebM,W  
 对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% @:oXN]+ _  
&p'Y^zL-  
AHD=<7Rs  
"M<8UE\n  
5. 增加一个粗糙表面 A!od9W6  
Y@;CF  
&W| [r(  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 :tz#v`3o  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 Kr?TxhUHd  
m]'#t)B_m  
cVXLKO  
@CpfP;*{w`  
=mO vs  
3U<cWl@  
V pE*(i$  
 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  
a4m n*,  
 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 $C  
]RwpX ^ 1  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 'S20\hwt-  
*2ZjE!A  
C+* d8_L  
粗糙度参数: nyX2|m&  
 最小特征尺寸:40nm O n8v//=&  
 全高度调制:400nm k6;?)~.  
 高度轮廓 -m\u  
xI{)6t$`  
ud63f` W]4  
 效率 loEPr5 bL  
?3/qz(bM  
n|6Ic,:[  
; 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 &n Pj~  
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- O=}=2  
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