[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。 X[@>1
tl  
K"}Dbr  
1. 建模任务 P*aD2("Z  
Ne^#5T  
@b>]q$)(}  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 _KZ(Yq>SdY  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ++dV5  
N23s{S t  
2. 建模任务：正弦光栅 4aV3x&6X  
DVB:8"Bu  
x-z方向(截面视图) @=;6:akz`  
aNqVs|H  
Lvp/} /H/  
光栅参数： r#Pd
@SV  
 周期：0.908um Ce:R p?  
 高度：1.15um Gi<f/xQk>  
(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) (XW#,=rYk  
R +\y".  
3. 建模任务 qL'3MY.!  
0I#<-9&d-  
PN.6BJvu  
jV<LmVcZY  
61mQJHl.  
 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。 w}YHCh  
x _2]G'  
 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。 M}n
alr+#  
%kcg#p+tE  
v,M2|x\r}  
&a|oJ'clz  
4. 光滑结构的分析 #-@{rgH  
-"cN9RF  
[=9R5.)c  
$<aBawLZO  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 CD[7h  
 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% ^#=L?e  
7q\c\qL  
p0tv@8C>  

.H>Rqikj  
5. 增加一个粗糙表面 ~'U;).C  
I}q-J~s  
- a=yid  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Kz<xuulr  
 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。 w1}[lq@  
.U1dcL6  
.Gv~e!a8  
n-=\n6"P  
+p[~hM6?  
?k3b\E3  
$?s^HKF~  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 [qXpi'q[  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ?UxY4m%R;  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 T9$U./69-L  
9F-k:hD |  
y H'\<bT  
|`okIqp  
6. 对衍射级次效率的影响 =QC^7T  
x'KsQlI/  
PWmz7*/  
粗糙度参数： v]J# SlF  
 最小特征尺寸：20nm U=t'>;(g  
 总的调制高度：200nm I,S'zH
R  
 高度轮廓 - VE#:&  
w\mF2h  
J)G3Kq5>:b  
g\l;>  
xL BG}C  
 效率 %b?Pasf.  
}ot _k-  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 $"i690  
n>4S P_[E7  
|]q=D1/A  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm O<3,n;56Z  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 4 * OU  
kmoJ`W} N  
zb" hy"hKw  
br;G5^j3?  
 效率 ZFON]$Zk  
l#"alU!<^  
 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。 93J)9T  
}"-r;i  
粗糙度参数： j[fQs,efK  
 最小特征尺寸：40nm Z]Y4NO;  
 总调制高度：200nm _y9P]@Q7%  
 高度轮廓 1+jYpYEQW  
.#@Dn(  
Wy4^mOv  
K[[k,W]qb  
 效率 LC{hoq\  
sV<4^n7  
Fjzk;o  
@r?`:&m0  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 /)1-
^ju  
5avO48;Vc  
bw\=F_>L  
粗糙度参数： ;N\?]{ L  
 最小特征尺寸：40nm PR?clg=z  
 全高度调制：400nm ='0!B]<G  
 高度轮廓 /6zpVkV  
G!8pF  
kKM%   
 效率 bY~v
0kg  
yxN!*~BvL  
%?hLo8  
lc-|Q#$3$  
:Y>]6  
 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。 tTH%YtG  
QNXxpoS#  
7. 总结 3(+#^aw  
 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)。 \NU[DHrMP  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 l*Ei7 |Z  
 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。 ^kvH/Y&  
 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。 5$U>M
 
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QQ：2987619807 od1omYsR