[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。 4+v~{  
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1. 建模任务 s)]|zu0"Ku  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 +pf 7  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 {tWfLfzU  
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2. 建模任务：正弦光栅 )}paQmy#  
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x-z方向(截面视图) <~: g  
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光栅参数： NiWooFPKJ  
 周期：0.908um
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 高度：1.15um [fO]oTh  
(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) o^7NZ]m  
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3. 建模任务 Bb-x1{t  

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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。 OsC1('4@  
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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。 3!Bekn]  
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4. 光滑结构的分析 .5ingB3%  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 0Q>Yoa 11  
 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% 0|4XV{\qT$  
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5. 增加一个粗糙表面 -.z~u/uL  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ;PLby]=O  
 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。 n*_FC  
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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)。 :r#FI".qx  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 L{\B9b2  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 [m('Y0fwO^  
^Z}INUv]7  
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6. 对衍射级次效率的影响 r[~Km5  
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粗糙度参数： >gVR5o  
 最小特征尺寸：20nm #M8"b]oh6  
 总的调制高度：200nm hEEbH@b  
 高度轮廓 U24?+/5D]  
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 效率 5N ' QG<jE  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 zFv>'1$  
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m: w/[|_  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ?M\3n5;  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 P_i2yhpK  
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 效率 $7PFos%@  
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 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 mqtl0P0  
[Ma&=2h  
粗糙度参数： |QxDjL<&t4  
 最小特征尺寸：40nm ~fQ#-ekzqk  
 总调制高度：200nm #nn2odR  
 高度轮廓 OGh bHa  
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 效率 Ok O;V6`  
~M43#E[oOF  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 tjO||]I  
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粗糙度参数： >#c]rk:  
 最小特征尺寸：40nm m",$M>  
 全高度调制：400nm e 0!a &w  
 高度轮廓 o-7>^wV%BD  
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 效率 -zMXc"'C^k  
H}JH339  
/koNcpJ  
#p*OLQ3~  
'{U56^b]  
 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。 j3z&0sc2(0  
2{**bArV  
7. 总结 `^(6{p ?  
 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)。 TZPWMCN4  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 I@ }:} 8t  
 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。 Z]oa+W+  
 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。 0B1*N_.L@  
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