[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。 |7,L`utp  
WwH+E]^e+  
1. 建模任务 M.-"U+#aD  
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2?m.45`  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 k#8Ti"0  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 c4&'D;=  
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2. 建模任务：正弦光栅 w-Nhs6  
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x-z方向(截面视图) dm-pxE "  
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光栅参数： b'MSkEiQG  
 周期：0.908um r`)L~/  
 高度：1.15um M(#m0xB  
(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) 26X+ }^52  
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3. 建模任务 D=:04V}2+  
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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。 {G <kA(Lm  
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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。 $^u}a  
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4. 光滑结构的分析 ^pM+A6 XY  
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2[0JO.K 4  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 PoEqurH0  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% I`z@2Z+pJ  
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5. 增加一个粗糙表面 s@MYc@k  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 @HZKc\1  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 iC iZJ"  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 EUsI%p  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 s;UH]  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 *T0q|P~o%  
Kscd}f)yx?  
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6. 对衍射级次效率的影响 Be+0NXLVy  
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粗糙度参数： =@F&o4)r  
 最小特征尺寸：20nm e.c3nKXZ q  
 总的调制高度：200nm Zo>]rKeV  
 高度轮廓 pLv$\MiZ  
p&VU0[LIC0  
AyMd:5;  
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 效率 4Jx"A\5*G  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 G%d (
 
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m|OO,gR  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm BB|?1"neg  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 >vo=]cw  
"vtCTl~t  
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 效率 kA7mLrON  
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 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。 %Qk/_ R1  
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粗糙度参数： l3 DYg  
 最小特征尺寸：40nm Xy%p"b<  
 总调制高度：200nm KD^N)&k^Kp  
 高度轮廓 1yq
Jwy;X  
O#Wh TDF"  
&HSq(te  
<]G]W/eB'  
 效率 %u;~kP|S%  
,]T2$?|  
s=42uKz  
SM@QUAXO  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 tnLAJ+-M  
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粗糙度参数： /> 4"~q)  
 最小特征尺寸：40nm 0@AAulRl  
 全高度调制：400nm "W(Q%1!Wi  
 高度轮廓 |g
*XK6  
=Fdg/X1  
puT'y  
 效率 %Z*sU/^  

N<DGw?Rl  
Afk$?wkL  
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 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。 >$2V%};  
V%Sy"IG  
7. 总结 ^%`wJ.c  
 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)。 hdVdcnM  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 -1J[n0O.  
 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。 fNrgdfo  
 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。 H8"@iE,  
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QQ：2987619807 o;?/HE%,[