[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。 h0$Y;=YA  
Ej8g/{  
1. 建模任务 Cxeam"-HTt  
]I_*+^?tI  
/>6ECT  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 TV=K3F5)M  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 #%EHcgF  
,Qs%bq{t  
2. 建模任务：正弦光栅 ,x$^^  
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x-z方向(截面视图) t{s*,X\b  
NSM7n= *nh  
4*&k~0#t  
光栅参数： .+,U9e:%  
 周期：0.908um PMUW<UI  
 高度：1.15um P ^ 4 @  
(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) tuLNGU  
0` .5gxm  
3. 建模任务 $,yAOaa  
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5vg="@O K  
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9:P]{}  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 yzv"sd[8N  
AJm$(3?/D  
 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。 [dAQrou6P  
sM+~x<}0  
L$BV`JWPw  
K_@?Q@#YhR  
4. 光滑结构的分析 @$~IPg[J  
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Q;J( 5;  
M~N/er  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 5'c#pm\Q  
 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% }opw_h+/F  
S'5Zy} +x  
(|F.3~Amq  
k%FA:ms|k  
5. 增加一个粗糙表面 *mVg_Kl  
H>A6VDu  
uZZRFioX|  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 9v[V"m`M  
 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。 [iEz?1.,  
A&bj l[s  
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SI=u-'%  
X fqhD&g  
tM^4K r~o,  
!Av9?Q:  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 marZA'u%B1  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 P6R_W  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 h='F,r5#2  
(v%24bv  
BqY_N8l&E  
B+snHabS6  
6. 对衍射级次效率的影响 OU"%,&J  
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粗糙度参数： Ff%V1BH[  
 最小特征尺寸：20nm Cf3!Ud  
 总的调制高度：200nm o]Rlivahm  
 高度轮廓 "GZieI D  
2h'Wu qO  
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 效率 yjg&/
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 `X}:(O^GO  
+7^p d9F.  
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$W[(  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm dy&UF,l6  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 $KO2+^%y  
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 效率 "(^XZAU#W  
uv27Vos  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 S@FO&o 0  
Ki2!sADd  
粗糙度参数： cKe%P|8  
 最小特征尺寸：40nm ]:
59c{O  
 总调制高度：200nm _!R$a-  
 高度轮廓 Jpj=d@Of70  
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#Ub_m@@4  
t>I.1AS  
 效率 o@Oz a  
DPTk5o[  
_`|1B$@x  
K>@yk9)vi  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 \ ;npdFy  
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Nr4:Gih  
粗糙度参数： <EpL<K%  
 最小特征尺寸：40nm bf"'xn9  
 全高度调制：400nm 2Wz8E2.  
 高度轮廓 a/sjW  
G^~[|a4`  
:$MOdLr  
 效率 &12KpEyf  

2J ZR"P  
NXU:b"G S  
:8A+2ra&  
<W80AJ  
 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。 QF#w$%7  
wA=r]BT  
7. 总结 nqcq3o*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)。 {LO Pm1K8Y  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 \k.`xG?  
 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。 6pt_cpbR  
 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。 z)qYW6o%  
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QQ：2987619807 Oj5UG*