[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。 OmuE l>  
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1. 建模任务 /K!)}f(6  
bZ_&AfcB  
9SeGkwec?$  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 KJFQ)#SW!  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 gp9O%g3'  
MNs<yQ9I'  
2. 建模任务：正弦光栅 q-t%spkl  
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x-z方向(截面视图) TU?n;h#TZ  
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光栅参数： t'F$/m
x.  
 周期：0.908um \zJ^XpC  
 高度：1.15um R}Zaz3( Hd  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) Y<;C>Rs  
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3. 建模任务 X)SUFhP\  
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V.3#O^S  
3R/6/+S-  
~6#mVP5sU)  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。  fp||<B  
^I/(9KP#  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 cY} jPDH  
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0(&uH0x  
M(8xwo-W  
4. 光滑结构的分析 >]}VD "\  
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ip'v<%,Q3"  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 _`Kh8G {e  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% R&s/s`pLW  
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5. 增加一个粗糙表面 sUF5Yq:9  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Nt+UL/1]  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 ~i^,Z&X:  
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j5Yli6r?3-  
JF&$'  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 ;F_&h#D]3  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 }J5iY0  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 z"5e3w  
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6. 对衍射级次效率的影响 -eSI"To L<  
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粗糙度参数： UIQ=b;J9  
 最小特征尺寸：20nm hy"p8j7_  
 总的调制高度：200nm GmGq69]J*  
 高度轮廓 <.7W:s,f=  
a(o[ bH.|;  

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 效率 nDC5/xB  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 G`!;RX  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm Hi{!<e2  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ,KibP_<%&P  
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Y@%6*uTLa  
 效率 xcIZ'V  
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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。 dR/UXzrc  
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粗糙度参数： o9HDxS$~^  
 最小特征尺寸：40nm NU/~E"^I.  
 总调制高度：200nm aEZn6k1  
 高度轮廓 l:+pO{7L  
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 效率 B 9]sSx  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 XWy iS\  
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粗糙度参数： 8QZk0O  
 最小特征尺寸：40nm t_VHw'~"  
 全高度调制：400nm !%M-w0vC9  
 高度轮廓 =v5(*$"pd"  
$v oyXi`*  
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 效率 !`#9#T|  
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^9b `;}).  
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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。 ]R>k0X.V  
j1iC1=`ZM  
7. 总结 m<f{7]fi5  
 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)。 +m7x>ie)  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ;^8^L'7cr  
 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。 # nYGKZ  
 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。 OB^2NL~Q~  
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