[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。 SjA'<ZX>TM  
e&[~}f?  
1. 建模任务 "_BWUY  
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0oi.k;  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 U =g&c `  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 _|MK0'+f  
q/@r#  
2. 建模任务：正弦光栅 wA,-!m  
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x-z方向(截面视图) jzi^OI7  
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光栅参数： DI-CC[  
 周期：0.908um HG5E,^1n  
 高度：1.15um 1[a#blL6W  
(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) 81I9xqvSd~  
\l5G   
3. 建模任务 X6r<#n|l  
G-vkkNj%e  
A&-2f]L tl  
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 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。 fP
( n3Q  
6HVX4Z#VH  
 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。 ,K&L/*  
v.,D,6qZ  
~Hx>yn94e  
nx{X^oc8e  
4. 光滑结构的分析 YXU2UIY<~  
Y31e1   
,n>K$  
[8WG  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 e>uq/|.!  
 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% bNvc@oo  
z<.6jx@  
J~ z00p`E  
uXG$YDKqC  
5. 增加一个粗糙表面 HMKogGTTo  
S[&yO-=p6  
Je K0><  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 S1i~r+jf  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 ,x[~|J!  
2jxh7\zE  
PvxU.  
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Zk;{  
r|953e  
eFQz G+/  
Vg"vC  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 iVM% ]\  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 2>^jMln  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ]4\6_J&  
"Z-YZ>2  
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6. 对衍射级次效率的影响 P@Pe5H"o  
Te>m9Pav  
EPEn"{;U  
粗糙度参数： \LM{.gzT  
 最小特征尺寸：20nm _+0c<'  
 总的调制高度：200nm -x>2Wb~%  
 高度轮廓 7VfPS5se  
GM0pHmC  
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FaG&U  
AnBD~h h  
 效率 Nqbm,s  
^8g<>,$  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 1#vi]CX  
[](] "r  
OI^qX;#Kd  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm zhI"++  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 i6:O9Km  
(+bt{Ma  
p$XvVzW#<  
RJD(c#r$  
 效率 ,Q+.kAh !G  
M{XBmDfN  
 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。 }FkF1?C  
*
UdP1?Y  
粗糙度参数： c&#B1NN<  
 最小特征尺寸：40nm QM=Y}   
 总调制高度：200nm [85tZr]  
 高度轮廓 R& HkWe  
,mE}#cyY  
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rJCu6  
 效率 VO,F[E~_  
=n_>7@9l  
Rw`64L_
  
j<d,7  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 SA,+oq(  
]P4?jKI  
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fm> \
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粗糙度参数： FOSC#W9E  
 最小特征尺寸：40nm <*HsJwr)u  
 全高度调制：400nm 2<uBC  
 高度轮廓 %VO>6iVn  
#>">fs]  
h&EF)~G  
 效率 5Ln !>,  
7,R ~2ss5z  
XWUi_{zn  
LP//\E_]  
b}m@2DR'|m  
 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。 :gx]zxK  
-nGLmMvd  
7. 总结 n wO5<b;  
 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)。 /wJocx]vQ  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 nMH:7[x3  
 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。 #} `pj}tQ
 
 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。 bMN]co  
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QQ：2987619807 .|2[!7CXH