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[技术]粗糙表面光栅的模拟 [复制链接]

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科学家

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只看楼主正序阅读楼主发表于: 2023-05-23

即将模拟一个具有随机粗糙表面的正弦光栅。此模拟是通过使用VirtualLab中的一般二维光栅（General Grating 2D）元件堆栈中的可编程光学界面来完成的。

关键词：光栅，光栅工具箱，粗糙表面，可编程光学界面，光栅元件

要求工具箱：光栅工具箱

相关应用案例：案例090.01，案例246.01

一、模拟任务：

二、光栅的描述

1. 原始表面轮廓是一个平滑的正弦曲线轮廓，其周期为5μm，调制深度为468nm（使得最内侧三个级次的效率相同）。

2. 该正弦曲线轮廓叠加入一个随机的变化，由VirtualLabTM中的可编程光学界面来模拟。

3. 用于模拟粗糙度的该代码片段有两个物理参数：最小特征尺寸（Smallest Feature Size）和总高度调制（Total Height Modulation）。使用种子（Seed）变量可以确定任意数目的生成器以获得一个可再生的结果。

4. 变量“最小特征尺寸（Smallest Feature Size）”

下面将展示所得高度轮廓以及所得效率的图，其“总的高度调制（Total Height Modulation）”为50 nm，“最小特征尺寸（Smallest Feature Size）”为不同的值。

1) “最小特征尺寸（Smallest Feature Size）”为0

2) “最小特征尺寸（Smallest Feature Size）”为100nm

3) “最小特征尺寸（Smallest Feature Size）”为500nm

4) “最小特征尺寸（Smallest Feature Size）”为1000nm

5) “最小特征尺寸（Smallest Feature Size）”为1500nm

5. 参数运行

1) 文件Scenario_087.01_Grating_with_Rough_Surface__Smallest_Feature_Size.run包含了一个在“总的高度调制（Total Height Modulation）”为50nm时，随“最小特征尺寸（Smallest Feature Size）”变化的结果。

2) 相反，文件Scenario_087.01_Grating_with_Rough_Surface__Total_Height_Modulation.run在“最小特征尺寸（Smallest Feature Size）”为1.5um时，将“总的高度调制（Total Height Modulation）”设置为变量。下面将给出这些变量的模拟结果。

6. 具有不同的“总的高度调制（Total Height Modulation）”的结果

7. 总结

1) VirtualLabTM可以对粗糙高度轮廓表面的光栅进行严格模拟。

2) 可编程光学界面可以用来模拟用户自定义高度轮廓的光栅。

3) 大的调制（在x-和y-方向）会造成原始衍射结果强烈的偏差。

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