[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。 >\p}UPx  
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1. 建模任务 Ia"bP` L  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Ua3ERBX{  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 !c`1~a!  
fu&]t8MJC  
2. 建模任务：正弦光栅 2I4P":q  
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x-z方向(截面视图) [E/3&3  
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光栅参数： 6%xl}z]o  
 周期：0.908um Z,&ywMm/G  
 高度：1.15um |3cR'|<Ual  
(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) 6u7HO-aa  
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3. 建模任务 0\o'd\  
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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。 vT~a}  
0&-sz=L  
 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。 j)5Vv K\  
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4. 光滑结构的分析 g<-cHF  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 J.d `tiN  
 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% `F@yZ4L3S  
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5. 增加一个粗糙表面 XDGZqkt  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 /_|1,x-Kx  
 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。 #]'xUgcE9  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 S7vE[VF5  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Y4O L 82Y  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 SOL=3hfb^  
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6. 对衍射级次效率的影响 ;~J~
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粗糙度参数： :Mk}Suf&H  
 最小特征尺寸：20nm -Me\nu8(RF  
 总的调制高度：200nm G;;~xfE'  
 高度轮廓 I'C,'  
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 效率 Mm!saKT%  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Izu.I_$4  
Cs{f'I  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm D,/9rH  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 -wfV  
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v2{s2kB=  
 效率 ;>9pJ72r  
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 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 6pR#z@,  
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粗糙度参数： KoJG!Rm  
 最小特征尺寸：40nm +kL(lBv'  
 总调制高度：200nm ?xZmm%JF  
 高度轮廓 sBnPS[Oo  
8B/9{8  
w)n]}k  
w ZAXfNA  
 效率 -;$/<  
[@Y q^.6t  
x["  
)g_zPt  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 m=B0!Z1xx  
V&H8-,7z  
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粗糙度参数： ;r"B?]JO  
 最小特征尺寸：40nm ^;Q pE  
 全高度调制：400nm RfG$Px '  
 高度轮廓 C:MGi7f  
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/H@")je  
 效率 ycD.:w p\'  
A>A'dQ69  
CJ  
QL18MbfqP  
 a|uZJ*  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 1C=P#MU`  
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7. 总结 Ky$G$H  
 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)。 ]_8I_VcQ  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 x)ZH;)  
 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。 Gw^=kzh  
 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。 Ilb |:x"L  
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