[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。 s\kkD*  
M?F({#]  
1. 建模任务 `D?vmSQ  
Qz/=+A/4  
B}*xrPj  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 -ud!j  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 2+ 9">a@  
U)c,ZxE  
2. 建模任务：正弦光栅 #]:nQ(  
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x-z方向(截面视图) eb:
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光栅参数： Jh }3AoD  
 周期：0.908um $=H\#e)]Ug  
 高度：1.15um BQw#PXp3  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) V1"+4&R^T_  
Ng;E]2"  
3. 建模任务 }hl# e[$  
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T.&^1qWWA  
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srC'!I=s>8  
 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。 eR5swy&  
*=r,V  
 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。 NFc<%#H  
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4. 光滑结构的分析 w"A'uFXLc  
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!&19%C4  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 yQCfn1a)  
 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% h4.ZR={E  
N5oao'7|A  
u^V`Ucd"R  
Y+WOU._46I  
5. 增加一个粗糙表面 Vh
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 {]|};E[}m  
 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。 oIbd+6>f  
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^$yr-p%-  
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t5e%"}>7H  
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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)。 ]36R_Dp  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。
%.[GR  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 !XgkK k  
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6. 对衍射级次效率的影响 *gZ4Ub|O  
f'R^MX2  
}U+gJkY2  
粗糙度参数： H VG'v>s@  
 最小特征尺寸：20nm ,?i#NN5p  
 总的调制高度：200nm ^=Up UB  
 高度轮廓 hC5ivJ  
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Lsuc*Ps  
%VSST?aUvX  
UGr7,+N&w  
 效率 "S)4Cjk  
/1Rm^s)2z  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 y]M/oH  
N.BD]_C  
bg[q8IBCd
 
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm tse(iX/D  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 K3'`!Ka*  
+Bc/@.Q'  
--.:eFE/  
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 效率 $eRxCX?b2  
l0[jepmpiT  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 g"xLS}Al  
c?b?x 6 2  
粗糙度参数： K'n^, t  
 最小特征尺寸：40nm 0qZ{:}`3  
 总调制高度：200nm >MS}7Hk\  
 高度轮廓 b*r1Jn"h  
I+8m1*  
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 效率 yIqsZJj  
kw|bEL9!u  
6Z|/M6f  
7f[nNng  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 @T]gwJ  
Og"50-  
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粗糙度参数： ;z)$wH0xc  
 最小特征尺寸：40nm )^g}'V=vIr  
 全高度调制：400nm qV8;;&8r  
 高度轮廓 HC}D<FX|  
duV|'ntr  
Mz+|~'R  
 效率 +z;xl-*[  
`=b*g24z[N  
Yca9G?^\v  
W{ @lt}  
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 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。 09%q
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W&BwBp]K  
7. 总结 kH1l -mxz  
 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)。 c*MjBAq  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 }B^s!y&b  
 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。 @l>\vs<  
 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。 ]Fl+^aLS  
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RAXqRP,iw  
QQ：2987619807 mcS/-DaN?