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    [技术]受粗糙光栅表面影响的光栅级次效率分析 [复制链接]

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    离线infotek
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-11-23
    该案例介绍了一个正弦光栅仿真,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。  jnzz~:  
    5qQ(V)ah  
    1. 建模任务 Q EGanpz  
    9c}]:3#XO  
    %GCd?cFF  
     一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化 jQeE07g  
     对于该仿真,采用傅里叶模态法。 s*/ G- lY  
    .N5R?fmD  
    2. 建模任务:正弦光栅 ((>3,%B`  
    a~>0JmM+N  
    x-z方向(截面视图) SA 4je9H%  
    ; 9&.QR(  
    -sH.yAvC6  
    光栅参数 0*IY%=i  
     周期:0.908um V'f5-E0  
     高度:1.15um _<F@(M5  
    (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) 'a/6]%QFd!  
    G%8)6m'3  
    3. 建模任务 RyQ\5^z  
    4i\aW:_'i  
    MY*>)us\  
    r]//Q6|S  
    C+]q  
    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。 7U )qC}(  
    LOUKUReE  
     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。 k&_u\D"^"%  
    FlA\Ad;v  
    }V#9tWW  
    &T/q0bwd  
    4. 光滑结构的分析 iLd"tn'  
    <_{4-Q>S3#  
    ,iv%^C",)  
    Ysc|kxLb  
     计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 M3;v3 }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% l)rvh#D  
    0CVsDVA  
    ?)o4 Kt'h  
    vl{_M*w ;  
    5. 增加一个粗糙表面 z'} =A  
    ])ALAAIc-  
    -k[tFBl w  
     VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 )>X|o$2  
     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 YZ7S5g  
    xBE RCO^  
    %f> |fs  
    Up/u|A$0V  
    NZ+?Ydr8k  
    0@e}hv;  
    am'p^Z @  
     该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 )4F/T,{;m  
     第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 0O['-x  
     第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 qfP"UAc{/  
    d,J<SG&L&  
    $7gB&T.x  
    SL\y\G aV  
    6. 对衍射级次效率的影响 hzuMTKH9  
    6(q`Oj  
    Aiks>Cyi23  
    粗糙度参数: 400Tw`AiJ  
     最小特征尺寸:20nm o )nT   
     总的调制高度:200nm oA3W {  
     高度轮廓 w{zJE]7  
    Z/6'kE{l  
    ^2;(2s  
    1nlE3Y?AV  
    ({H+ y 9n  
     效率 Uygw*+  
    n"<GJ.{  
     粗糙表面对效率仅有微弱的影响 .t^UK#@#4  
    v1X&p\[d  
    zmL~]! ~&  
     粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm & L.PU@  
     总调制高度:400nm 高度轮廓 6PQJgki  
    mcz(,u}  
    =6Kv`  
    4<3?al&  
     效率 {7Gx9(  
    x,w`OMQ}c  
    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。 (4{ C7  
    +.gf]|  
    粗糙度参数: Q&.IlVB[  
     最小特征尺寸:40nm [nN\{"~O  
     总调制高度:200nm hV>4D&<  
     高度轮廓 kP}hUrDX5  
    1hMX(N&|  
    u .pKK  
    5}d/8tS  
     效率 HV$9b~(  
    _8NEwwhc  
    n$OE~YwP{  
    ]4 K1%ZV  
     更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 N&x WHFn]C  
    R!_8jD:$  
    \%-E"[!  
    粗糙度参数: i>]<*w  
     最小特征尺寸:40nm _']%qd"%  
     全高度调制:400nm <>T&ab@dE(  
     高度轮廓 L)R[)$2(g  
    +C'TW^  
    StdS$XW  
     效率 4(Cd  
    r{_B:  
    { /F rs*AF  
    t4jd KYA  
    u6iU[5  
     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。 >2|[EZ  
    ]8xc?*i8  
    7. 总结 6=G~6Qu  
     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)。 ,N@Yk.  
     对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ~|r'2V*  
     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。 ]< s\V-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。
    j]!7BHC  
     
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    离线ding_snoe
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    只看该作者 1楼 发表于: 2021-11-23
    经典,学下。。。,,