[分享]受粗糙光栅表面影响的光栅级次效率分析 [复制链接]

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。 CcQc!`YC  
|enLv12Gm  
1. 建模任务 >haihT  
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J%?5d:iN+  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 }u
ma<b  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 I8XP`Ccq  
 E0!d c  
2. 建模任务：正弦光栅 ~dS15E4-Pp  
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x-z方向(截面视图) '&cH,yc;b  
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光栅参数： xt|^~~ /  
 周期：0.908um YYpC!)  
 高度：1.15um DgT]Nty@b  
(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) D('.17  
sFM$O232  
3. 建模任务 ;t0q ?9  
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*H!BThft4  
Q/g!h}>(.  
 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。 >B6*`3v  
3YMqp~4  
 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。 hJ(vD
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U~D~C~\2;  
lqfTF  
R=~%kt_n  
4. 光滑结构的分析 Z3&}C h  
JOuyEPy  
8?iI;(  
ah*{NR)  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ~B|m"qY{i  
 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% nF'YG+;|@  
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Gko"iO#  
X$5  
5. 增加一个粗糙表面 2PAu>}W*  
Oa/zEH  
X&WP.n)  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 bkd`7(r  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 :^ywc O   
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"AUSgVE+h  
t.8r~2(?  
@Fc:9a@  
": vGs_$  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 O[VY|.MEk  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 U>lf-iI2B  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 Dizz?O  
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6. 对衍射级次效率的影响 WGz)-IB!PE  
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粗糙度参数： "`ftcJUd  
 最小特征尺寸：20nm )I&.6l!#  
 总的调制高度：200nm "jAd.x?X7e  
 高度轮廓 ~1+6gG  
}gQ2\6o2g  
}sH[_%)  
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T[$-])iK  
 效率 Ms|c"?se  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ASHU0v  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ?5EH/yV;  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 e%[*NX/  
*:yG)J 3F  

T^7Cv{[  
M/6Z,oOU  
 效率 *#YZm>h  
w*6b%h%ww  
 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。 44}5o  
mi] WZlg$  
粗糙度参数： v\,N"X(,  
 最小特征尺寸：40nm 1_TuA(  
 总调制高度：200nm >>J3"XHX  
 高度轮廓 KZjh<sjX|  
*U^Y@""a  
&MSU<S?1  
ZHK>0>;  
 效率 ]$"eGHX  
`sKyvPtG  
0:v!'  
Oin9lg-jR  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 =3
X>Ur  
:$"{-n  
>IIq_6Z#  
粗糙度参数： gko=5|c,@  
 最小特征尺寸：40nm Iuxf`sd  
 全高度调制：400nm J.yM@wPS>  
 高度轮廓 6=;:[
 
#r9+thyC  
[1vm~w'  
 效率 fLe~X!#HF  
z&gmaYwq  
S=k!8]/d|  
J|BElBY  
B2[f1IMI  
 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。 ts~VO`  
 tA#$q;S  
7. 总结 8lV:-"+
5  
 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)。 #tR:W?!  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 Rv&"h_"t  
 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。 bJ_rU35s>  
 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。 NwF"Zh5eMW  
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QQ：2987619807 hTDGgSG^