[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。 N|eus3\E  
!+T9NqDv[  
1. 建模任务 JLT^0wBB  
\WD}@6) ~  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 &Y"u*)bm  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 62&E]>A(i  
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2. 建模任务：正弦光栅 `gq@LP"o  
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x-z方向(截面视图) 9)p VDS  
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光栅参数： |+//pGx  
 周期：0.908um Oy$*ZG)  
 高度：1.15um *]
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(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341)  +Io^U  
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3. 建模任务 p=6Q0r|'  
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lmb5Z-xB  
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 AW@I,  
j+Nun  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 e!*d(lHKos  
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oDul ?%  
i'|rx2]e  
4. 光滑结构的分析 [E_6n$w  
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4w0 &f  
gQf'|%)AJ  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 K2<Q9 ,vt  
 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% Kx?3]  
zzi%r=%r&  
xqv4gN6  
xn(lkQ6Fm  
5. 增加一个粗糙表面 [;II2[5 ,  
_*B]yz6z
 
t{tcy$bw  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 %..{c#V  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 /02|b}{  
zC6,m6Dv  
\?&P|7N  
z cN1i^   
zh)qo  
A!&p,KfT5+  
L%9DaK  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 #\1;d8h  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 r-'(_t~FT  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 NK]X="`  
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#4_'%~-e  
6. 对衍射级次效率的影响  .BJ;
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粗糙度参数： k$?zh$  
 最小特征尺寸：20nm HcwqVU  
 总的调制高度：200nm ['j_W$8n  
 高度轮廓 *@|d7aiO  
mR:G,XytxM  
,TaaXI  
Qy`{y?T2  
A~&Tp  
 效率 5an#,vCn{  
/10 I}3D  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 xM}lX(V!w  
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j_c0oclSz  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm q:@$$}FjL  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 W&dYH 4O  
=FQ]eb*  
UbKdB  
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 效率 )| @'}k+  
AGkk|`  
 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。 o,(MB[|hQ  
KW|X\1H  
粗糙度参数： w
?]k$  
 最小特征尺寸：40nm H5uWI  
 总调制高度：200nm nBv|5$w:  
 高度轮廓 z(L
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sZVN  
q\*",xZxwz  
;*ebq'D([  
 效率 ?3jOE4~aHr  
v`evuJ\3  
lx,^Y647  
kb{h`  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 hGyi@0  
*.4;7#  
cLR02  
粗糙度参数： ,":_=Tf.  
 最小特征尺寸：40nm nf?;h!_7  
 全高度调制：400nm (cJb/|?3  
 高度轮廓 7JNhCOBB  
1"ko wp  
'^"6EF.R  
 效率 n}X)a-=  
*kE2d{h^=C  
_UKH1qUd4  
&o*/6X  
zbn0)JO  
 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。 !~PLW]Z4  
aGvD  
7. 总结 <kI
g>+  
 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)。 xo/[,rR  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 }XVz?6
  
 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。 fXCx!3m  
 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。 e{@TR x  
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QQ：2987619807 B]oIFLED