[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。 |h:3BV_  
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1. 建模任务 %;`3I$  
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BW  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Kw>gg  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 t;[Q&Jl  
hy:K) _   
2. 建模任务：正弦光栅 73M;-qnU  
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x-z方向(截面视图) *c@]c~hY,  
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J1Y3>40  
光栅参数： ,-BZsZ0~  
 周期：0.908um a[gN+DX%L  
 高度：1.15um OL[_2m*;9p  
(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) 1z[blNs&  
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3. 建模任务 T0}P 'q  
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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。 O0"&wvR+5  
NO)vk+   
 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。 @yjui  
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KL*UU,qU  
4. 光滑结构的分析 vGPaWYV  
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O4 Y;  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 6d/b*,4[  
 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% [h2V9>4:  
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5. 增加一个粗糙表面 |m7`:~ow  
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Qod2m$>wp}  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 QfM*K.7Sl  
 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。 E0S[TEDa]  

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*)d|:q3  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 rQ$A|GJL  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 s^{j  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 _mL9G5~r  
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6. 对衍射级次效率的影响 ?-
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粗糙度参数： @kwD$%*0  
 最小特征尺寸：20nm 5tl}rmI`  
 总的调制高度：200nm zFuUv_t  
 高度轮廓 LDvF)Eg  
iVu+ct-iv  
l7J_s
?!j  
[I4FU7mpH  
%dT%r=%Y  
 效率 )3B5"b,  
UmgLH Cz  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 IL:"]`f*  
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0_D~n0rq,v  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm X7c*T /  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 v V^GIWK  
3Yj}ra}  
X0Oq lAw  
Sc~kO4  
 效率 '7*=m^pc  
'HcDl@E  
 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。 M9OFK\)  
-6tF   
粗糙度参数： Yg]f2ke  
 最小特征尺寸：40nm >6DY3\  
 总调制高度：200nm QT&{M #Ydn  
 高度轮廓 ycAQPz}=I  
8rpN2M3h  
"^D6%I#T  
cT0g, ^&  
 效率 T&23Pf1  
GyPN)!X@.&  
_gGy(`  
sTqB%$K}  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 .yP 3}Nl  
}b^lg&$(  
[1UqMkXtf  
粗糙度参数： #dfW1@m  
 最小特征尺寸：40nm 0?h .X=G  
 全高度调制：400nm V7@xr M  
 高度轮廓 T+ t-0k  
vZDQ@\HrC  
&^7)yS+C  
 效率 4#YklVm
 
5k(#kyP  
t3
XMQ']  
&sRJ'oc  
l&A`  
 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。 mHMej@  
09?<K)_G  
7. 总结 U+i[r&{gb  
 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)。 7@"
X~C  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 J@TM>R  
 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.`]D)57  
 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。 W%W. +f  
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QQ：2987619807 ]O\W<'+V