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。 oy`3r5g   2$iw/r   1. 建模任务 /(y4 V   L,O>6~9:^1   F{kG   m\l51}xz    一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 |G>q:]+AV    对于该仿真，采用傅里叶模态法。 JN-D/s   2. 建模任务：正弦光栅 4(m/D>6:   w4NZt|>5j;   x-z方向(截面视图) $#TID=   tP&{ J^G   $U\!q@'$   "sdcP8])d   光栅参数： nR(#F9    周期：0.908um fF\*v    高度：1.15um 5%EaX?0h+   (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) [SKP|`I>I   o]dK^[/*   3. 建模任务 $:qI&)/   *QMF <ze   3S;>ki4(0   e|S+G6 :O2   `MN&(!&C*    VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 Pw0{.W~r   }]uB? +c    利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 @ARAX\F   l_UXrnm/N   ['Hp?Q|k   ]|H]9mys98   4. 光滑结构的分析 a.5zdoH_   n C-c8 y   at_dmU2[7   ,ivWVsN*]    计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% s@*,r@<   .Y=Z!Q   ctnAVm   ^EnNbFI   5. 增加一个粗糙表面 BaNU}@   Sn{aHH   7J#g1    VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 `?Y_0Nh>    因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 A>rWGo.{E   G_7ks]u-   _47j9m]f   TWl(\<&+)   xCmI7$uQ#   >"PqQO    该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 mR!&.R?    第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 GN~[xXJU    第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 x"zjN'|   W(]E04   mmpr]cT@'k   i9f7=-[U_   6. 对衍射级次效率的影响 LZZ:P   UH1S_:6   'p|Iwtjn>   粗糙度参数： V PLC ic,T    最小特征尺寸：20nm ,6%hu|Y *    总的调制高度：200nm gKm@B{rC    高度轮廓 aHVdClD2o   =+SVzK,+3   O,V6hU/ *   GDNh?R   a V+o\fId    效率 /eU1(oo&`5   E9Qd>o    粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ZmYSi$B   b}}1TnS)   [EW$7 se~    粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm Tvksf!ba    总调制高度：400nm 高度轮廓 J;Z>fAE7   &?5{z \;1"   8-y: ==C   S,)|~#5x    效率 :<WQ;q   -KU)7V    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。 J6^Ct   &ttv4BC^r   SCt=OdP=   粗糙度参数： 95gsv\2    最小特征尺寸：40nm "JQt#[9l    总调制高度：200nm '%]@a7w    高度轮廓 Aa\=7   Ql6ai   KWn 1%oGJ   bCaPJ!ZO    效率 >`rNT|rg   *?R\[59   mC[U)` ey   9Sj:nn^/u    更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 VM V]TPks>   k,*#I<($   5[j!\d}U   粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm 0Z);.l^    全高度调制：400nm 高度轮廓 %&=(,;d   ~b6<uRnM.   0@FM^ejA#    效率 jcv1z v.   ("JV:u.L+   ^ yukn*L   b]g&rwXYt   D8D!16_    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。 Ignv|TYG   i\Q"a B"r   7. 总结 b#I*~    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)。 VgZaDd;    对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 `d|bH;w    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。 o"ah\"#el    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。 )`+@j .75

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