[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。 %QDAog  
4Vj]bm  
1. 建模任务 f 4K)Z e  
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Wf:X)S7  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。
Y]&2E/oc  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 \RVfgfe  
3KD:JKn^  
2. 建模任务：正弦光栅 r^s$U,e#~  
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x-z方向(截面视图) 1(aib^!B  
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光栅参数： 0^P9)<k'  
 周期：0.908um :gkn`z  
 高度：1.15um qi_uob  
(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) H5FWk  
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3. 建模任务 4ti
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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。 ;cv\v(0  
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 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。 A8nf"mRD:  
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4. 光滑结构的分析 cpq0'x\  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 >va9*pdJ  
 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% :n}t7+(>U  

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5. 增加一个粗糙表面 fJ-8$w\uL  
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-N+  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 oH [-fF  
 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。 #0M,g  
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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)。 75H5{#)  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 :B_ itl0{e  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 m}-~VYDj  
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h,Tsb:Q"M  
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6. 对衍射级次效率的影响 9y"\]G77E  
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粗糙度参数： Gm
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 最小特征尺寸：20nm d
,).O  
 总的调制高度：200nm }"9jCxXL  
 高度轮廓 \CE8S+Z%  
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L sMS`o6  
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 效率 R
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 7b[vZNi_  
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ur`:wR] 2?  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm xyTjK.N  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ,U/ZG|=v  
A ptzBs/  
Mi"dFx^Md  
Ke+#ww  
 效率 CVBy&o"6A  
{oN7I'>  
 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。 cw{[% 7  
j"8|U E  
粗糙度参数： fg1["{\  
 最小特征尺寸：40nm Rm!Iv&{  
 总调制高度：200nm ZMXIKN9BF#  
 高度轮廓 ]`Y;4XR  
3 aG?^z  
Gvw:h9v  
,;yiV<AD  
 效率 aYQIe7J90J  
 cUz7F  
pTlNJ!U>  
[MKL>\U  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 W[Ro)  
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@(:M?AO9S.  
粗糙度参数： z@3t>k|
K  
 最小特征尺寸：40nm %g4G&My@J  
 全高度调制：400nm hqVFb.6[  
 高度轮廓 iWZrZ5l  
cmv&!Egd  
F+!K9(`|  
 效率 \j]i"LpWb  
bm_'giQ:  
d&QB?yLd  
SablF2doa  
Rj9YAW$  
 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。 Rb~NX  
U1t7XZ3e  
7. 总结 r-s.i+\  
 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)。 0a??8?Q1G  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 W7lR54%|  
 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。 <m#ov G6  
 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。 Eh)PZvH  
#,1Kum bG3  
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QQ：2987619807 Re{vO&.