[技术]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。 3D{4vMm
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1. 建模任务 J xm9@,  
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NF;zT  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 1{x~iZa  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ASZ5;N4u  
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2. 建模任务：正弦光栅 ;K\N  
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x-z方向(截面视图) =+}}Sv2  
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光栅参数： 4Sstg57x~  
 周期：0.908um e=o{Zo?H=  
 高度：1.15um {L4>2rF  
(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) } ndvV~*1  
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3. 建模任务 M
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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。 HS
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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。 9MB\z"b?A  

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4. 光滑结构的分析 W]D`f8r9  
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7t-*L}~WA  
YKe0:cWc  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 Krr?`n  
 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% |c oEBFG  
O:,2OMB}B`  
a(ux?V)E.  
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5. 增加一个粗糙表面 qBBYckS.  
NT;x1  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 yxCMl.  
 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。 fsrg2:kQ  
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zY+t,2z  
RUS7Z~5  
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hINnb7o  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 Q"OV>klk  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 )iEa2uJ  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 T6R7,Vt'v  
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6. 对衍射级次效率的影响 JA?,0S  
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粗糙度参数：
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 最小特征尺寸：20nm 'YZI>V*  
 总的调制高度：200nm 6bbZ<E5At  
 高度轮廓 =j|v0& AGC  
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 效率 z*M}=`M$  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 QJM-`(  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 3x"@**(Q  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 qJ{r!NJJ 8  
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 效率 1<LC8?wt  
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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。 N,j>;x3xT  
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粗糙度参数： !X5o7b)  
 最小特征尺寸：40nm jIAW-hc]  
 总调制高度：200nm 2 ) TG  
 高度轮廓 CrnB{Z4L  
hAV2F#  
YPF&U4CN  
x @1px&^  
 效率 +(;8@"u  
k~0#'I
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Dk)@>l:gI,  
Z|2Eb*  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 0s860Kn  
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3C277nx  
粗糙度参数： 6RK ~Dl&g  
 最小特征尺寸：40nm VDB$"T9#  
 全高度调制：400nm wXc,FD$  
 高度轮廓 uew0R;+oa  
Dz[566UD  
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 效率 -1Djo:y  
|'ZN!2u  
B }6Kd  
NNwc!x)*  
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 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。 7<^'DOs  

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7. 总结 pU M&"V  
 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)。  %)pP[[h  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 riID,aut  
 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。 YV*b~6{d  
 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。 zLh Fbyn(  

经典，学下。。。，，