[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。 ,(1n(FZ  
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1. 建模任务 b*;zdGX.A9  
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24Y8n  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 {J aulg  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 I JPpF`  
iCz0T,  
2. 建模任务：正弦光栅 Ark+Df/  
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x-z方向(截面视图) A~2U9f+\  
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]1 V,_^D  
光栅参数： q5Bj0r[/o  
 周期：0.908um MU  }<-1  
 高度：1.15um {|R@\G
.1(  
(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) ~RdD6V  
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3. 建模任务 N}$$<i2o  
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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。 rLk
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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。 0XkLWl|k  
TO(2n8'fdO  
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4. 光滑结构的分析 /J0Y
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Z.4 vKO[<  
S":55YQev!  
0Q>yv;M  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 1v<,nABuJ6  
 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% iRbTH}
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z%4E~u10  
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5. 增加一个粗糙表面 A?YU:f  
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Q3@MRR^tY  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 P#0U[`ltK  
 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。 '
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3Y;<Q>roT  
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DF  
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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)。 wsfN \6e  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ;0Vyim)S]  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 x|7
vN E=Q  
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6. 对衍射级次效率的影响 {vp|f~}zTw  
%Voq"}}N  
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粗糙度参数： vp[;rDsIJ$  
 最小特征尺寸：20nm nDFF,ge;a#  
 总的调制高度：200nm @W_=Z0]  
 高度轮廓 -(Zi  
@|=JXSr!KY  
^(Y}j8sj  
(t.OqgY  
(G E)  
 效率 7_=7 ;PQ<  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 3PBGIo  
sy\w ^]  
_EusY3q  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm }k{h^!fV  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 RaT_5PH~g  
9 rMP"td  
ycD}7  
vMlT  
 效率 G*`H2-,  
K> rZJ[a  
 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。 +WH|nV~lQ  
"3?N*,U_  
粗糙度参数： ].!^BYNht  
 最小特征尺寸：40nm ?*nFz0cs^  
 总调制高度：200nm m|CB')  
 高度轮廓 z5> {(iY;,  
+Cf  
t_+Xt$Q7C  
>RTmfV  
 效率 ,Fv8&tR  
v/s6!3pnl  
QAk.~ob  
YVcO+~my  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 VEc^Ap1?'  
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zG53y  
hoOT]Bsn  
粗糙度参数： O} &%R:  
 最小特征尺寸：40nm ,$,c<M  
 全高度调制：400nm 6^Q/D7U;s  
 高度轮廓 )5j1;A:gr  
2VZdtz  
{\P`-'C  
 效率 fecV[  
"R!)"B==  
7<Yf  
C||9u}Q<  
J}{a&3@Hm  
 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。 sN_c4"\q  
h,palP6^  
7. 总结 jMAZ4M  
 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)。 X9S`#N  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ~CRd0T[^  
 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。 *Bm7>g6  
 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。 <aPbKDF~V  
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CC~:z/4,N  
QQ：2987619807 gx55.}