微粗表面在圆测中的有效平均近似建模的制度图
Meijiao Huang1, Liang Guo1, Fengyi Jiang1
1Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|February 24, 2024
概括
有效介质近似 (EMA) 模型
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光学物理学 光学物理学
- 表面科学是一门学科.
背景情况:
- 光谱圆测量 (SE) 对于分析固体材料至关重要.
- 微粗的表面对准确的材料表征提出了挑战.
- 有效介质近似 (EMA) 是一种常见的建模方法.
研究的目的:
- 评估EMA模型对微粗固体表面的光谱圆测量数据分析的精度.
- 开发用于确定EMA模型适用性的方案地图.
- 了解表面粗度对SE参数准确性的影响.
主要方法:
- 严格的合波分析 (RCWA) 在EMA模型中解决SE参数 (ψ, Δ).
- 有限差异时间域 (FDTD) 方法模拟微粗表面的电磁反应.
- 与实验结果对比FDTD模拟的验证.
主要成果:
- 通过将EMA模型值与SE参数和光学常数 (n,k) 的实际值进行比较,生成了方案图.
- 具有高吸收率的微粗表面的EMA建模为振幅比 (ψ) 和灭绝系数 (k) 提供了更高的精度.
- 随着相对粗度 (σ/λ) 的下降, ψ, Δ, n 和 k 的精度会提高.
结论:
- 模式图清楚地表明EMA适用于模拟粗表面.
- 影响 ψ 的精度为 k,影响 Δ 的精度为 n.
- EMA可以准确地模拟微粗的表面,特别是那些具有高吸收度的表面,只要相对粗度最小化.
