[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。 R(s[JH(&  
bD=R/yA  
1. 建模任务 n]8*yoge  
wlDo(]mj=O  
j>3Fwg9V  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 nK`H;k  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 t!59upbN}3  
d*$x|B|V  
2. 建模任务：正弦光栅 SC--jhDZ  
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x-z方向(截面视图) (ZP e{;L.  
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光栅参数： ]}pAZd  
 周期：0.908um (!a\23  
 高度：1.15um
:4)lmIu  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) A:\_ \B%<  
[$M l;K  
3. 建模任务 o\qeX|.70  
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~ujg250.L  
= gcZRoL  
 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。 _MTvNs  
$#_^uWN-M  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。
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uN0'n}c;1.  
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4. 光滑结构的分析
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3*R(&O6}  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 Q;@w\_OR  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% J?Rp  
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5. 增加一个粗糙表面 V3_qqz}`r  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 `Mo%)I<`=  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 ,88%eX|  
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II.Wa&w}  
JV!}"[  
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eu  
tOPkx(  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 B,Jn.YX  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 d_98%U+u  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 wDs#1`uTq  
}J=zO8OL  
x_EU.924uY  
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6. 对衍射级次效率的影响 tdC kvVE  
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粗糙度参数： l_x>.'a  
 最小特征尺寸：20nm qche7kg!a  
 总的调制高度：200nm E eCgV{9B  
 高度轮廓 U7G|4(  
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m>b i$Y  
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 效率 BimM)4g  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 <7X+-%yb;  
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2K'}Vm+  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm T0}P 'q  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 =`%%
*  
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 效率 "(?[$R  
$E@ke:  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 "?sLi  
R7By=Y!t  
粗糙度参数： Ia)
^  
 最小特征尺寸：40nm ;:gx;'dm5  
 总调制高度：200nm GG_A'eX:I  
 高度轮廓 SHPZXJ{  
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 效率 sfNAGez  
jfrUOl'l  
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O~&l.>??  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ?jzadCel  
xE.=\UzJ  
h-h}NCP  
粗糙度参数： DSHpM/7  
 最小特征尺寸：40nm ("BFI  
 全高度调制：400nm Yui:=GgUrr  
 高度轮廓 ( ]o6Pi  
cjO,#W0&f  
`+/[0B=.  
 效率 VbX$i!>8  
f:g<Bz=u)*  
-nT+!3A8  
2jx+q  
zR3Z(^]v  
 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。 O"9f^y
*  
,K6]Q|U@r  
7. 总结 L=}U
ApK  
 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)。 L7%'Y}1e.  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ;h3*MR  
 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。
4/U]7Y  
 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。 Q<``}:y|>  
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