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    [技术]受粗糙光栅表面影响的光栅级次效率分析 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-11-28
    该案例介绍了一个正弦光栅仿真,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。 ^<-)rzTI  
    U,Uy0s2r  
    1. 建模任务 J(@" 7RX  
    24k]X`/n  
    A%?c1`ZxF  
     一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化 r5ldK?=k+*  
     对于该仿真,采用傅里叶模态法。 uR{)%udu  
    }$ySZa9  
    2. 建模任务:正弦光栅 +])<}S!M  
    t!SxJ B e  
    x-z方向(截面视图) YY:{/0?  
    0%%U7GFB5  
    :9ia|lN  
    光栅参数 S{N4[U?V>  
     周期:0.908um 0kj5r*qA  
     高度:1.15um sS;)d  
    (这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) cu foP&  
    x {Utf$|  
    3. 建模任务 i!*<LIq  
    y0(.6HI  
    Dy,MQIM|!  
    f S/:OnH  
    _u^3uzu  
    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。 Gf3-%s xA  
    Y'~O_coG  
     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。 `^[Tu 1  
    fs;\_E[)  
    /;+\6(+X  
    l0`bseN <  
    4. 光滑结构的分析 d^nO&it  
    `|>]P"9yp  
    WZn;u3,R  
    p+|8(w9A${  
     计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 YVa,?&i=N  
     对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% l7jen=(Zb;  
    NQ;X|$!zH  
    +aL  
    PN?;\k)"  
    5. 增加一个粗糙表面 Qs za,09  
    ?!U.o1  
    aaCRZKr  
     VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 , +J)`+pJx  
     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。 IB| 6\uKn  
    4gC(zJ  
    gBh X=2%  
    yP# Y:s  
    )Jk$j  
    @(35I  
    ]r 0j  
     该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 keRLai7h  
     第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ^*`#+*C  
     第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 X"d"a={]  
    RHn3\N  
    3{|~'5*  
    4]tg!ks  
    6. 对衍射级次效率的影响 XZ]ji9'  
    BRM `/s  
    n@ba>m4{  
    粗糙度参数: v JGH8$%;,  
     最小特征尺寸:20nm 4]m{^z`1  
     总的调制高度:200nm n0co* ]X+k  
     高度轮廓 BK4S$B  
    z"yW):X  
    /"st sF  
    JD0s0>q_  
    c}n66qJF5  
     效率 \9OKf|#j  
    i"iy 0 ?  
     粗糙表面对效率仅有微弱的影响 L-E?1qhP>  
    f!yl&ulKU  
    467"pqT  
     粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm X9|*`h<  
     总调制高度:400nm 高度轮廓 h7fytO  
    0(Y,Q(JTo&  
    4[x` \  
    zn^7#$fC  
     效率 lMu9Dp  
    6M7GPHah  
    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。 Ewr2popK  
    2e1%L,y{W  
    粗糙度参数: oY0b8=[  
     最小特征尺寸:40nm $dKfUlO  
     总调制高度:200nm ]zyT_}&  
     高度轮廓 N".BC|r  
    " ]G'^  
    mMllen  
    dtY8>klI  
     效率 `3ha~+Goo!  
    zF^H*H  
    dl8f]y#Q  
    ?'a>?al%>  
     更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ]!^wB 3j  
    ;}f {o^]'  
    5<`83; R9  
    粗糙度参数: ktynIN  
     最小特征尺寸:40nm iR9duP+  
     全高度调制:400nm iOhX\@&  
     高度轮廓 xLFMC?I  
    J`0dF<<{[y  
    =J)-#|eZG  
     效率 R'tvF$3=i  
    >f Hu  
    z7XI`MZN^  
    zfI{cMn'J  
    '[8w8,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。 /*fx`0mY)  
    %hBwc#^  
    7. 总结 n(#yGzq  
     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)。 w/ZP. B  
     对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 b|k^   
     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。 &E0^Jz  
     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。 {`*Fu/Upb  
    X,G"#j^  
     
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