[分享]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。
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75+#)hNa!P  
1. 建模任务 o&GS;{Rs  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 GEdWpYKS-`  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 PE~umY]  
H<|ilL'fX  
2. 建模任务：正弦光栅 -.>b7ui  
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x-z方向(截面视图) c&{1Z&Y  
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光栅参数： LX [_6  
 周期：0.908um ;wi}6rF%[i  
 高度：1.15um H6Mqy}4W  
(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) h~]G6>D9)>  
*v}8n95*2  
3. 建模任务 mIK-a{?G  
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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。 "0Wi-52=V  
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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。 ~$GRgOn  
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4. 光滑结构的分析 ;"}yVV/4  
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Q]9+-p(=  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 1G0U}-6RH  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% 0pO{{F  
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5. 增加一个粗糙表面 6zo'w Wc3  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 !Ez5@  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 ,buSU~c_Q  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 Vs[A  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 RcZg/{[{  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 aG"j9A~ &  
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6. 对衍射级次效率的影响 DjyqQyq~  
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粗糙度参数： ~[_u@8l!mN  
 最小特征尺寸：20nm ^tMb"WO  
 总的调制高度：200nm L}~"R/iWCT  
 高度轮廓 9nM_LV  
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 效率 Xkqq$A4  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 l}bAwJ?  
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X-"E  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 2 c 2lK  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 *1H8 &  
@ 0'j;")XV  
~ u)}/  
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 效率 D6$*#D3U  
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 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 v)b_bU]Hx  
.+07 Ui]I!  
粗糙度参数： K2XRKoG  
 最小特征尺寸：40nm 5@lVuMIYT  
 总调制高度：200nm 3s]aXz:  
 高度轮廓 HzMr  
mn].8F  
\,AE5hnO  
kqH:H~sgD  
 效率 'mELW)S  
d-sT+4o}  
W?F Q  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 K8=jkU  
VLfc6:Yg  
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粗糙度参数： kl~)<,/@  
 最小特征尺寸：40nm Ka_g3  
 全高度调制：400nm |AQU\BUj  
 高度轮廓 ,M.phRJ-`  
"5!T-Z+F  
VnYcqeCm  
 效率 KB"N',kG  
[  *~2Ts  
2Ij,OIcdBE  
g5C$#<28  
T4nWK!}z  
 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。 @DNwzdP  
}`$s"Iv@  
7. 总结 ~m'8<B5+  
 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)。 T,oZaJ<  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 'ln o#  
 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。 *N|ak =  
 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。 GGs7]mhA  
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QQ：2987619807 _P`
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