[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\YVB',h  
ulfs Z:  
1. 建模任务 sY?sQ'E2]  
4|DN^F~iut  
."`||@|  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 fr&p0)85>B  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 h7AO5"6  
A:5P  
2. 建模任务：正弦光栅 3V<c4'O\W  
h;~NA}>  
x-z方向(截面视图) D[{"]=-  
$_gv(&ZT  
7?\r9bD  
光栅参数： <}F(G-kV6  
 周期：0.908um gl!ht@;>ak  
 高度：1.15um 3;R`_#t+  
(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)

&%T*sR  
Uh'W d_?  
3. 建模任务 /f hS#+V*  
W >|'4y)  

UU '9  
7mL1$i6=  
$SfY<j,R  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 U@:l~xJ  
?F~0\T,7  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 -?Cu-'  
R S] N%`]  
kRH D{6mol  
U\>k>|Jr{  
4. 光滑结构的分析 2FGCf} ,  
Bo ??1y  
ACF_;4%&  
pE$*[IvQ'  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 %h v-3L#V  
 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% EW/NH&{  
ML%JTx0+Z  
|RDE/  
mFE7#OM  
5. 增加一个粗糙表面 ,QLy}=N  
ozA%u,\7k  
!k#N] 9D3  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 5xa!L@)`wF  
 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。 Z 2lX^z  
m*v@L4t(1  
?S.LGc  
Kc+9n%sp  
Ef=4yH?\j  
@"m+
9ZY  
<lWBhrz  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 '@"A{mrE  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 fmFs  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 h9rrkV9  
M*dou_Q  
9W j9=  
Sf t,$  
6. 对衍射级次效率的影响 :kXxxS  
q'jInwY|x  
q2M%AvR  
粗糙度参数： \]Rmq_O  
 最小特征尺寸：20nm B*fBb.Z  
 总的调制高度：200nm kZ!&3G9>-  
 高度轮廓 E%$[*jZ  
<O{G&  
cN)noGkp  
,;yaYF6|/  
%gTY7LIe1z  
 效率 RMAbu*D0  
y <P1VES  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Ua+Us"M3}  
v&`n}lS  

,MD>Jx|  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm T=fVD8  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 CDDEWVd  
]jV1/vJ-!  
(KR.dxzjf  
Z FIgKWZ'  
 效率 D \boF+^  
!1P<A1K  
 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。 pFEU^]V3*  
EtDzmpJR>  
粗糙度参数： W}
k)5<C4v  
 最小特征尺寸：40nm [8[`V)b  
 总调制高度：200nm &y~GTEP  
 高度轮廓 &tw{d DD6  
['I5(M@  
7gt%[r M  
&I/C^/F&  
 效率 N ^H H&~V  
YTfMYH=}  
j7C&&G q  
smX&B,&@  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 |l,0bkY@&  
T2 V(P>E  
1(4IcIR5T;  
粗糙度参数： ^2mCF  
 最小特征尺寸：40nm cA`X(Am6]g  
 全高度调制：400nm gR k+KGKn<  
 高度轮廓 1VG7[#Zy  
o[nr)  
z4(Q.0x7  
 效率 `R:HMO[ow  
1@Rl^ey  
w5mSoKb  
k7bfgb{  
BEii:05  
 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。 yzJTNLff  
L%4Do*V&  
7. 总结 AkBEE  
 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)。 y;tX`5(fe  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 >\ PNKpn{  
 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。 g=kuM  
 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。 .T7S1C $HP  
MT.D#jv&  
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QQ：2987619807 Ga$EM