[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。 Iu%S><'+  
I'C{=?  
1. 建模任务 x3]es"4Q  
7Rq;V=2YV  
Lt_7pb%  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 D=e&"V a  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ,1od]]>(O  
RXh
/[t+  
2. 建模任务：正弦光栅 
4"0`J  
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x-z方向(截面视图) `_<K#AGAi  
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光栅参数： $/6.4"j  
 周期：0.908um \acjv|]  
 高度：1.15um qbmy~\ZY  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) 3nxJ`W5j  
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3. 建模任务 fH>]>2fS  
<kt,aMw[*  
z6$W@-Vd  
?-Fp rC  
<$_B J2Z  
 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。 rj<r6  
?HttqK)  
 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。 y$7<ZBG
 
Td}#o!4!  
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EWCt  
eXUXoK=T  
4. 光滑结构的分析 Zn|vT&:Hg  
q@H?ohIH  
"^yTH/m  
xn}sh[<:P  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 -ZBk^p  
 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% Xh;Pbm|K  
94LFElE3  
._Wm%'uX  
\XD&0inv  
5. 增加一个粗糙表面 )k{zRq:d  

Q&rpW:^v  
t L}i%7  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 TdlF~ca|  
 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。 Pl9/1YhD/  
}>>lgW>n,;  
.|;`qUo  
.-Ggvw  
p=V (_  
KpA i
Ke  
VD#`1g<  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 +h.$<=  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 dUyit-  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 x!"S`AM  
-$!`8[fM  
Ni7~ Mjjt  
UB|f{7~&  
6. 对衍射级次效率的影响 ppP7jiGo  
icOh/G=N;  
VnAJOR7lrx  
粗糙度参数： 80U07tJ  
 最小特征尺寸：20nm h/W@R_Y  
 总的调制高度：200nm :''^a  
 高度轮廓 Yh\} i  
"JzQCY^C  
E=+v1\t)]  
]#z^G  
UJ3l8 %/`k  
 效率 ov.7FZ+
 
yS%IE>?  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 -SnP+X!  
n$i}r\ so  
J39,x=8LL  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 8wKF.+_A  
 总调制高度：400nm 高度轮廓
]{;=<t6  
[Dni>2@0  
Rs_bM@  
tQ=M=BPZ  
 效率 BuII|j  
YtI2Vr/9  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 F?TxViL  
M[LjN  
粗糙度参数： gh>'O/9  
 最小特征尺寸：40nm A6v<+`?  
 总调制高度：200nm 794V(;sW,  
 高度轮廓 rPWn  
a/Z >-   
R`sU5:n  
 *(5y;1KU  
 效率 U`Bw2Vdk]S  
/X>Fn9mM  
]c%yib  
]"Z*Hq z  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 cD5c&+,&I  
r*CI6yP  
.cJWYMC  
粗糙度参数： :I*G tq   
 最小特征尺寸：40nm %QH "x`;  
 全高度调制：400nm Yz4)Q1  
 高度轮廓 uH1%diL^  
7.@$D;L9  
0EiURVX  
 效率 c]3% wL  
DdJ>1504  
X=$WsfN.h  
2~<N  
Jv(9
w[  
 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。 +s?0yH-%p  
_EMq"
\ND  
7. 总结 ,[fn? s r  
 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)。 NGZEUtj  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 K8xwPoRL  
 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。 owHV&(Go(B  
 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。 r#ES|  
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QQ：2987619807 T;!7GW4E ?