受粗糙光栅表面影响的光栅级次效率分析

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。 lE bV)&'   ]<iD'=a   1. 建模任务 %Q93n {?   fn//j7 j   74A&#ecb{   c~Y g(    一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 _P_R`A)"    对于该仿真，采用傅里叶模态法。 Urm(A9|N   2. 建模任务：正弦光栅 V'N]u(^   utdus:B#0   x-z方向(截面视图) :Mu]*N   !&G& ~*.x   U4NA'1yo   wx/*un%2   光栅参数： r*Z p-}    周期：0.908um R4f_Kio    高度：1.15um ,7Q b24A   (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) f2P2wt.$   AbMf8$$3SH   3. 建模任务 tiic>j\D   G{'`L)~3N   bmRp)CYd   eeUEqM$7EX   K{G\=yJ((    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。 a[BIY&/Q   - [vH4~    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。 5F5)Bh   H1ox>sC   4:s!mHcz   y(6*)~Dh   4. 光滑结构的分析 )K0rPnYV   u3vw[k   -[A=\]RfJ   Y7@$#/1    计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% L8$+%Gvo   Qvhy9Cr;   jW.IkG[|   'CjcFP   5. 增加一个粗糙表面 HqKD ]1   Ix+\oq,O   :&=`xAX-    VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 }ILg_>uq[    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。 -]Q6Ril   BWG#W C   k%sh;1.   idP2G|Z   .^FdO$"   _Dg|Iz,Uh    该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 /HM0p    第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Ov~>* [    第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 wb (quu   e_t""h4D   {$qLMx';    5wy3C   6. 对衍射级次效率的影响 %D <>F&h   N:e5=;6s   (Q][d+} /   粗糙度参数： \m3ca-Y    最小特征尺寸：20nm {-e|x&-    总的调制高度：200nm k|F TT    高度轮廓 \~@a/J   &-M}:'    <(dg^;   QMWDII&t   0%GQXiy    效率 u +,   .Kz U7    粗糙表面对效率仅有微弱的影响 f g0zD:@rA   +G?nmXG[vj   v?qU/    粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm |qX[Dk    总调制高度：400nm 高度轮廓 KMogwulG   yM*f}S/ (   -_"6jU   ;*409P    效率 72{Ce7J4   0l>4Umxr{J    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。 )l"py9 STF   w>Y!5RnO   NE2P "mY   粗糙度参数： 7xy[;    最小特征尺寸：40nm h}cR>    总调制高度：200nm MWron_xg    高度轮廓 iF'qaqHWY4    Oa/#2C~   W]=$0'   a\?-uJ+    效率 &3%V%_   )r.4`5Rc   Ht=h9}x" g   E\dJb}"x %    更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 Cp.qL   g6~B|?!    |?/,ED+|>D   粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm LyWgaf#/d    全高度调制：400nm 高度轮廓 v[I ,N$:   af<wUxM0   On4tK\l@    效率 >,)tRQS   urA kV#d#   EsKOzl[c:   @<,YUp,%S   lD\v q2    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。 ud,=O Xq   EX9os   7. 总结 pGdo:L?    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)。 rf]'VJg#3    对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 TZYz`l+v    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。 rwSmdJ~    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。 aokV'6

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