[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。 fc |GArL#}  
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1. 建模任务 ^Gq
t+K%  
v^1pN>#%g  
{62n7'U{  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 fIsp;ca[k  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 LRNh@g4ei  
K[!&b0O  
2. 建模任务：正弦光栅 , T8>}U(  

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x-z方向(截面视图) d%o&+l#  
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光栅参数： CW,Wx:Y  
 周期：0.908um /so8WRu.  
 高度：1.15um (w}H]LQ  
(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) * /:x sI  
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3. 建模任务 LyAn&h
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L2[f]J%  
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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。 <y?r!l=Am  
Kq;8=xP[  
 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。 ybY]e; v*O  
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4. 光滑结构的分析 +Zaj,oEE  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 //s:5S<Z  
 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% F;7dt
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5. 增加一个粗糙表面 =*r])Vg^  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 }x07^4$j  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 P_Gw-`L5T  
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Q+W1lv8R  
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@CZT  
z<##g  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 8[E!E)
4M  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 &C"L  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 2kIa*#VOJ  
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8j=}u/T@F  
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6. 对衍射级次效率的影响 v33dxZ'  
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粗糙度参数： +i@y@<l:+  
 最小特征尺寸：20nm T<55a6NoK  
 总的调制高度：200nm U8LtG/  
 高度轮廓 \kU &^Hi  
j ~1B|,H  
|~X ;1j!  
--|Wh^i>?  
9.a3&*tV[  
 效率 K0}pi+=  
z6w3"9Um  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 (3{YM(  
@jsDq Ln  
VBcy9|lD  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm q&W[j5E  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 =1Oj*x@*4  
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hAU"  
^`)) C;  
R}4So1  
 效率 32/MkuY^u  
2E)wpgUc?e  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 A<qTg`gA  
Fpa_qjL;  
粗糙度参数： JSTuXW  
 最小特征尺寸：40nm P#XID 2;  
 总调制高度：200nm b;cdIl!3  
 高度轮廓 .R./0Ot tx  
ysQ,)QoiR{  
CJJzCVj  
m6[0Kws&  
 效率 fM^qQM[lG  
8\5 T3AF  
b#hDHSdZ,  
fi$-;Gz  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 I/L_@X<*r  
}A7j/uy}s  
f,:9N5Z  
粗糙度参数： Db1pW=66:  
 最小特征尺寸：40nm /5:bvg+  
 全高度调制：400nm 1][S#H/?  
 高度轮廓 [`rba'  
 .5y+fL  
zBk'{[y9L  
 效率 '4|-9M3f  
aM:nOt" S1  
% <qw  
P)MDPI+~  
ZsOIH<}S  
 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。 '-"/ =j&d[  
oWC@w  
7. 总结 YtfVD7m  
 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)。 UmclTGn  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 Ndcg/d  
 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。 @vrV*!  
 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。 %+K<<iyR|  
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QQ：2987619807 LG1r]2