[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。 kMAQHpDD  
T>e!DOW;  
1. 建模任务 nellN}jYsM  
Lnbbv  *  
kG/:fP
 
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ,J"6(nk  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ?Ko)AP  
#ok1qT9_  
2. 建模任务：正弦光栅 E8zga)  
CTQF+Oe8O  
x-z方向(截面视图) Lz's!b  
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光栅参数： }&Un8Rg"h  
 周期：0.908um %eB0)'  
 高度：1.15um RiqYC3Ka  
(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) :#1{c^i%3  
X@|'#%  
3. 建模任务 i,1=5@rw5  
O-y/K2MC*  
G?CaCleG  
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2jV.\
C k  
 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。 bhDV U(%I6  
q`_d>l  
 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。 QE*O~Yj  
>UvLeS2h:y  
"{1`~pDj?  
;= ^kTb`X  
4. 光滑结构的分析 bD*V$w*P  
$#4Qv5}  
}kzGuNj  
S7]\tw_L)  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 Jn3cU  
 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% Z&9MtpC+N3  
8}z]B^?Fy  
^F2OTz4n  
f#mBMdj  
5. 增加一个粗糙表面 ef8_w6i  

/RU'~(  
f.8Jp<S2K  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 IZ+kw.6e  
 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。 "&;8U.  
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n+1!/H=d  
VWDXEa9  
X^;[X~
g  
^'>kZ^w0  
6Y?%G>$6  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 l3kYfq{";"  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 eD5:0;X2  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 WeyH;P=  
D+edTAQ8
 
)c|S)iJ7=z  
-(*<2Hy4  
6. 对衍射级次效率的影响 ${I$@qq83  
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`q =e<$  
粗糙度参数： ,Vb;2  
 最小特征尺寸：20nm  +6paM  
 总的调制高度：200nm T,N"8N{K"  
 高度轮廓 W=b<"z]RE  
X 'D~#r  
0-Z sV3I&  
R-od
c,P=  
bz5",8Mn  
 效率 j7r!N^  
2y6@:VxSh  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ybnq;0}$  
{ a2Y7\C/  
WOqAVd\  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm QY14N{]T\p  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 P(iZGOKUs=  
"p]Fq,  
_<Hx1l~  
WKVoqp}  
 效率 (EZ34,k'S  
w\(LG_n|  
 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。 85;hs  
$BIQ#T>qK  
粗糙度参数： \1`L-lz  
 最小特征尺寸：40nm Y)D~@|D,  
 总调制高度：200nm 38Rod]\E  
 高度轮廓 8R!3}kx  
P "S=RX#+  
9{OH%bF  
s=)0y$  
 效率 VyRU_<xP  
`D2wlyqO6  
HbQvu@  
[y^)&L$=  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 oECM1'=Bf  
- 0t  
3,`.$   
粗糙度参数： Rg:3}T`~n  
 最小特征尺寸：40nm C):RE<X  
 全高度调制：400nm >;E[XG^  
 高度轮廓 F[aow$",+}  
i?7%z`  
Z=;+) #,  
 效率 H<$.AC\zn  
~&E|;\G  
@G/':N   
hl
4@Y#n  
6~g:"}  
 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。 DNgQ.lV  
3YY<2<
  
7. 总结 +B*8$^,V)  
 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)。 ":,HY)z  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 YK# QH"}  
 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。 `[+9n2j
 
 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。 0m5Q;|mH  
S}"?#=Q.%O  
DdI7%?hK  
QQ：2987619807 /)80@