[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。 /z!y[ri+J  
9UteD@*  
1. 建模任务 Xajt][  
KIY`3Fl09  
um/F:rp  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 VPO~veQ  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ^ux'-/  
It2:2  
2. 建模任务：正弦光栅 S/eplz;  
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x-z方向(截面视图) 9k9}57m.i  
'?I3&lYz{  
`N}Vi6FG  
光栅参数： H^o_B1  
 周期：0.908um vY4}vHH2  
 高度：1.15um LrdE
D[Z  
(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) 1)97AkN(O  
e+#k\x   
3. 建模任务 By[M|4a  
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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。 k`'*niz  
VL"Cxs  
 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。 <7Yh<(R e^  
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OqH3.@eK  
@!ja/Y^  
4. 光滑结构的分析 G[`2Nd<  
sc-hO9~k  
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r1kb{i  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ($UUgjv F  
 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% 3 Sf':N`u  
3,hu3"@k  
q!><:"#[G  
C^_m>H3b  
5. 增加一个粗糙表面 iN0'/)ar  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 jc!V|w^  
 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。 H<nA*Zf2@R  
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g#1Y4  
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211T}a
  
[T[]U  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 :1"k`AG  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Bz%wV-  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 k%sxA  
ApggTzh@  
OYmutq  
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6. 对衍射级次效率的影响 {7$jwk  
g{>0Pa1?C  
oRg,oy  
粗糙度参数： %SCt_9u  
 最小特征尺寸：20nm &b%2Jx[+  
 总的调制高度：200nm MU '-  
 高度轮廓 k1P'Q&Na  
P_p\OK*l]o  
Ll#W:~  
4}*.0'Hz  
Bk5 ELf8pL  
 效率 _2<UcC~  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 3=Uyt  
*.1#+h/]3  
M*Q}^<E*  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm +T,A^(&t  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 JIYzk]Tj  
*<"{(sAvk  
B:cQsaty  
(_3'nFg  
 效率 P)Oe?z;G?  
1#fR=*ZM"  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 UV{})T*s  
Nm-E4N#'i  
粗糙度参数： ZTB6m`  
 最小特征尺寸：40nm Cy5iEI#  
 总调制高度：200nm  =Uo*-EH  
 高度轮廓 XJwgh y?(  
_[l&{,  
{%&04yq+  
zYWVz3l  
 效率 -Edi"B4K  
/L|x3RHs  
-r~9'aEs  
<F-IF7>a  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 B|M@o^Tf  
Dk2Zl  
jJ'NYG  
粗糙度参数： X%B$*y5  
 最小特征尺寸：40nm ?=-/5A4K  
 全高度调制：400nm x'6i9]+r  
 高度轮廓 ip*^eS^  
W?ghG  
yOP$~L#TWs  
 效率 `JGW8
_  
1g$xKe~]4  
u{D]Kc?n  
Zz'g&ewo  
wM-H5\9n  
 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。 Q{miI N  
Xw|-v$'y  
7. 总结 #i.BOQxS  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 uI9+@oV  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 R'atg 9  
 光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 GyFA1%(o  
 利用VirtualLab光栅工具箱，光栅表面的粗糙度可被加以考虑。因此，由于加工引起的结构差异产生的影响可被估算。 Mdp'u$^!  
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QQ：2987619807 y;P%=MP