[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。 
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1. 建模任务 �{x7,  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。  p#[.{  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 *j-aXN/$  
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2. 建模任务：正弦光栅 tjnIN?YT  
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x-z方向(截面视图) kN>!2UfNS  
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光栅参数： T)}) pt!V  
 周期：0.908um y==CTY@  
 高度：1.15um .~}1+\~5  
(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) j7c3(*Pl  
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3. 建模任务 JCaOK2XT;  
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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。 \4#W xZ  
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 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。 :yjFQ9^?&  
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4. 光滑结构的分析
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wT\49DT"7  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 9S-9.mvop  
 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% -]=@s  
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5. 增加一个粗糙表面 'ah[(F<*@e  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Ow077v?  
 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-D}'R  
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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)。 .}`Ix'
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 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 n}77##+R&C  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 Wr5V`sM  
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6. 对衍射级次效率的影响 
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粗糙度参数： BRYHX.}h\A  
 最小特征尺寸：20nm \B 7tX  
 总的调制高度：200nm Y)a^(!<H<  
 高度轮廓 pXK^Y'2C!  
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R^e.s -  
 效率 OaZQ7BGq  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 A_#DJJMm  
F.v{-8GV  
PAOJ\U  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm N{~YJ$!8  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 7fX<511(  
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 效率 Y7[jqb1D  
Dl8;$~  
 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。 .@Dxp]/B}  
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粗糙度参数： K:Q<CQ2  
 最小特征尺寸：40nm b,%C{mC  
 总调制高度：200nm d$AWu{y  
 高度轮廓 '-/xyAzS  
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Nl(3Xqov  
 效率 !1C
y$}w  
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qc~iQSI  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 r_;N
t  
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0tB0@Wj  
粗糙度参数： M_w<m  
 最小特征尺寸：40nm f
! .<$ih  
 全高度调制：400nm r!a3\ep  
 高度轮廓 B i<Q=x'Z;  
r s?R:+  
y[_Q-   
 效率 '1)$'
 
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'W,jMju  
B\:%ufd ~  
Jl9k``r*  
 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。 ^J8lBLqe  
n`&U~s8w  
7. 总结 TSWM |#u':  
 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)。 GU8sO@S5#  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 B=A [ymm  
 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。 P0PWJ^+,+  
 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。 P&e\)Z|  
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