[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。 k\BJs@-  
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1. 建模任务 (hNTr(z  
M<^]Ywq*p  
cWjb149@)  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 7rQwn2XD{  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 m0QE S  
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2. 建模任务：正弦光栅 a?jUm.  
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x-z方向(截面视图) ~k\Dde  
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光栅参数： (VDY]Q)  
 周期：0.908um lC/1,Z/M  
 高度：1.15um 5;'(^z-bL  
(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) ]8q#@%v}  
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3. 建模任务 x1]J
  
O+x"c3@Z)D  
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F-AU'o *  
oC ?UGY~xL  
 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。 j5m KJC  
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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。 -p.c8B  
XSk*w'xO  
z^lcc7  
,ZGU\t  
4. 光滑结构的分析 L$L/5/  
4`yE'%6.}  
C7*n<+e  
8tfM,.]_i  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 GDF/0-/Z  
 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% M[ {O%!  
"DaE(S&
 
@k=UB&?I  
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5. 增加一个粗糙表面 u7&q(Z&&O  
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I3gl+)Q  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 q QcQnd2K  
 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。 e"oTlB  
o|:c{pwq  
dG&^M".(
 
'0-YFx'U0V  
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Gj_7wP$  
'oKen!?A  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 D:] QBA)C  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Su/8P[q_  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 n6AA%? 5  
_'8P8T&  
IG+g7kDCY  
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6. 对衍射级次效率的影响 _(zZrUHB  
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粗糙度参数： =yF]#>Ah  
 最小特征尺寸：20nm oyB gF\  
 总的调制高度：200nm gY'-C  
 高度轮廓 *\.8
*6*$!  
xKR\w!+Z'  
AH{#RD  
'-U&S  
SR$ 'JGfp  
 效率 InI>So%e|<  
r<$o [,W  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 !4-4i  
(C;Q<  
w73?E#8  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm #x qiGK  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 [#=IKsO'R6  
]A;.}1'  
O8OAXRt/Y  
9tX+n{i  
 效率 5JHWt<n{P  
+4$][3.
 
 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。 mC0_rN^Aj  
WBD?|
Ss  
粗糙度参数： f8 BZkh  
 最小特征尺寸：40nm v,C~5J3h)  
 总调制高度：200nm Sn S$5o  
 高度轮廓 6P3h955c  
ZIKSHC9  
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WkiPrQ0]:  
 效率 TjDtNE  
o\F>K'  
/GVjesN  
PB *v45  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 m/Erw"Z  
p}3` "L=  
Uks%Mo9on  
粗糙度参数： [YP{%1*RM  
 最小特征尺寸：40nm $ay!'MK0d  
 全高度调制：400nm `Xz!apA  
 高度轮廓 C1'y6{,@  
6DU~6c=)  
*|<T@BXn  
 效率 4(*PM&'R  
; PncJe5
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e!PB3I  
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w >2sr^!y  
 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。 .XqeO@z  
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7. 总结 Unv'm5/L  
 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)。
#|4G,!  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 7O'.KoMw  
 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。 $[}EV(#y  
 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。 gyMHC{l/B  
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QQ：2987619807 ;p2b^q'