[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。 Gbn4
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x)3~il5  
1. 建模任务 k}HQq_Y(<  
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MbyKz:X  
qJ 95  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 iTu0T!4F  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 #MglHQO+  
* MEe,4  
2. 建模任务：正弦光栅 %&tb9_T)d  
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x-z方向(截面视图) %J _ymJ'pd  
Ssf+b!e]  
z{|LQt6q  
光栅参数： 5KJ%]B(H2  
 周期：0.908um BRa{\R^I  
 高度：1.15um Pxqiv9D<R  
(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) SRItE\"Xe  
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3. 建模任务 ;SKcbws  
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ETO$9}x[  
4%J|DcY2  
O:e#!C8^  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 O#:&*Mv  
\_9rr6^"  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 m6i%DE  
4sIXO   
3$_*N(e  
Xu6K%]i^  
4. 光滑结构的分析 `
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s"coQ!e1.  
3;l"=#5  
4H-j .|e  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 88l,&2q  
 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% B.*"Xfr8  
'E-FO_N  
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5. 增加一个粗糙表面 )7Ixz1I9g  
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ne*#+Q{E  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Q'K$L9q  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 yFjVKp'P  
`Mk4sKU\a  
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NR3`M?Hjf  
|')-VhLLK  
O%g\B8;  
b\giJ1NJB  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 /M@PO"  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 6/1$<!WH  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 Pl78fs"L@  
~O03Sit-  
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6. 对衍射级次效率的影响 d!V$Y}n  
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粗糙度参数： 5I' d PNf  
 最小特征尺寸：20nm p3yU:q#A  
 总的调制高度：200nm S GM!#K  
 高度轮廓 1'O0`Me>#  
g_q<ze  
E\$C/}T  
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 效率 h}&b+1{X  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 t&}6;z 3  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm E FY@Y
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 总调制高度：400nm 高度轮廓 kg>>D  
/!T> b:0  
O3qM1-k}S  
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 效率 |/T43ADW  
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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。 &leK}je [  
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粗糙度参数： NXU`wnVJ  
 最小特征尺寸：40nm qSD9Pue  
 总调制高度：200nm 79BaDB`{a  
 高度轮廓 |B^G:7c  
E\th%q,mG  
lZWX7FO'  
XG 0v  
 效率 }}T,W.#%u  
TH?9< C-C  
!')y&7a~  
'\~^TFi  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 YnTB&GPxl  
k \qiF|B)Z  
|vILp/"9=W  
粗糙度参数： KnzsHli,~k  
 最小特征尺寸：40nm !;3PG9n3|h  
 全高度调制：400nm q_t4OrLr=  
 高度轮廓 P Sx304  
\Fb| {6+  
R_kQPP  
 效率 i8PuC^]  
=Ho"N`Qy  
-<f;l_(  
%XTA;lrz  
}!s!;BOx  
 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。 OB^Tq~i  
#A<P6zJXR  
7. 总结 g,kzQ}_  
 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)。 ^g>1U5c  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 Of[;Qn  
 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。 ${hz e<g  
 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。 Tg ?x3?kw  

经典，学下。。。，，