[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。 $LkTu  
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1. 建模任务 ]o+5$L,5b  
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d.3cd40Q  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 o!@}&DE|*L  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 (<KFA,  
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2. 建模任务：正弦光栅 {a9(
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x-z方向(截面视图) -g\;B  
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光栅参数： ZULnS*V;5  
 周期：0.908um !%X#;{  
 高度：1.15um A}3dx!?7j  
(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) zN3b`K. i  
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3. 建模任务 j[Q9_0R~lR  
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RIdh],-  
 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。 s~'"&0Gz  
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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。 Q5xQ5Le  
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4. 光滑结构的分析 5_7y1  
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B? Z_~Bf&  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 W7#dc89}  
 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% oH='\M%+  
S7 !;Z@  
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572{DC&T  
5. 增加一个粗糙表面 \k 6'[ln  
U!i1~)s  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 _J"fgxW  
 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。 IqAML|C  
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SA?lDRF  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 bRD-[)  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 @1N.;]|  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ?DGg.2f  
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6. 对衍射级次效率的影响 |Kb m74Z%  
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粗糙度参数： Y'<wE2ZL)  
 最小特征尺寸：20nm }qT{" *SC  
 总的调制高度：200nm #y-R*4G  
 高度轮廓 =P%?{7  
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 效率
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 "5204I  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 2HO2  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 6 2#@Y-5  
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K@%gvLa\  
fV2w &:^3  
 效率 RzU
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Z((e-
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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。 /dO*t4$@?  
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粗糙度参数： + }$(j#h  
 最小特征尺寸：40nm x_t$*  
 总调制高度：200nm >0_{80bdO  
 高度轮廓 *cZ7?  
Q zg?#|  
*{,}pK2*  
[dFe-2u ,$  
 效率 31\mF\{V  
<0;G4fE7[H  
Po&'#TC1  
2}XxRJ0   
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 O`$\Plt|v  
+:W/=C d(h  
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粗糙度参数： \x:} |   
 最小特征尺寸：40nm 9oIfSr
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 全高度调制：400nm =d+`xN*  
 高度轮廓 p2U6B  
[nG[ x|;|  
[)?9|yY"`  
 效率 !L( )3=  
UoaWI2  
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yY{  
 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。 'y5H%I
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QeN7~ J  
7. 总结 ;O|u`fAqT  
 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)。 7nB
X@Uo  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 B`gH({U  
 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#1*y Z  
 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。 byTH
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QQ：2987619807 ty:{e]e