[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]o~ %h$  
guJS;VC6U  
1. 建模任务 O>UG[ZgW  
.Fo0AjL}x  
RGd@3OjN  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 k?-GI[@X  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 (ZR+(+i,  
AA[(rw  
2. 建模任务：正弦光栅
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297X).  
x-z方向(截面视图) _7df(+.{<A  
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光栅参数： ,h1 z8.wD|  
 周期：0.908um c*LB=;npI  
 高度：1.15um 1#LXy%^tO  
(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) 5~GHAi  
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3. 建模任务 ia#
Z$I6  
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z|,YO6(L  
 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。 z8v]Kt&  
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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。 :
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4. 光滑结构的分析 M\4pTcz{  
AAbI+L0m{  
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G i1Jl"  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 |C;8GSw>|F  
 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% LIzdP,^pc  
)F_0('=t  
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FDfLPCQm  
5. 增加一个粗糙表面 P`ZzrN  
./SDZ:5/  
]Rah,4?9f  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 C(N' +VV_  
 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。 vTE3-v[i  
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L'1!vu *Rg  
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)\nKr;4MH  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 B49: R>  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 }STTDq4  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 X
PJsnu  
Q,pnh!.-c  
-"Mq<XO&51  
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6. 对衍射级次效率的影响 I8ZBs0sfF{  
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粗糙度参数： r{+P2MPW  
 最小特征尺寸：20nm ]iI2  
 总的调制高度：200nm m5c=h  
 高度轮廓 R1sWhB99  
V47z;oMXct  

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4F[4H\>'  
B/Jz$D  
 效率 "Zh3,  
<b JF&,  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 _?VMSu  
DxM$4  
[P:+n7= ,l  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm y$Nqw9  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 #BLx +mLq  
%P8*Az&]T  
{[I]pm~n  
>O;V[H2[  
 效率 LyRbD$m  
}}?,({T|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。 pY~/<lzW  
`;~A  
粗糙度参数： _^%DfMP3i\  
 最小特征尺寸：40nm OrC}WMhd  
 总调制高度：200nm \iP=V3  
 高度轮廓 \&8 61A;  

cFD3  
L'?7~Cdls  
{sOWDM5  
 效率 * :kMv;9  
634OH*6  
mb\"qD5  
n g,&;E  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 >0X_UDAWz  
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S<6#zR  
粗糙度参数： 7Gwo:s L  
 最小特征尺寸：40nm drwD3jx0xv  
 全高度调制：400nm S+ 3lX7  
 高度轮廓 Q8H+=L:  
ljP<WD  
` n#Db  
 效率 "@^^niSFl  
"Snt~:W>  
o#K*-jOfiH  
w}qLI4  
A8X3|<n=  
 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。 ~K/_51O'  
Ur9L8EdC  
7. 总结 X,A]<$ACu%  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 ;F;Vm$  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 0-Ga2Go9  
 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。 &cp
`? k  
 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。 n&%0G2m:  
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QQ：2987619807
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