[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。 YLNJ4nE  
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1. 建模任务 O&PrO+&  
&(X-b"2  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 lDtl6r/  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 &Ht5!zuW,  
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2. 建模任务：正弦光栅 ?wj1t!83  
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x-z方向(截面视图) X=X
 
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光栅参数： .^FdO$"  
 周期：0.908um _Dg|Iz,Uh  
 高度：1.15um `^CIOCK%  
(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) iriF'(1  
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3. 建模任务 mT#ebeBaf  
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A}(Q^|6  
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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。 .hytn`+9  
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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。 +FlO_=Bu  
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4. 光滑结构的分析 ~V!gHJ5M  
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YhFd0A?]  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 rh 7%<xb>  
 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% nv2p&-e+  
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5. 增加一个粗糙表面 |qX[Dk  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 4ai|*8.  
 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。 4ROuy+Ms'  
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_ -C{:rV  
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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)。 QcG-/_,'}  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 _h8|shyP  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 0}iND$6@a  
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6. 对衍射级次效率的影响 a\?-uJ+  
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粗糙度参数： wj#A#[
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 最小特征尺寸：20nm LP-_i}Kq  
 总的调制高度：200nm E|l qlS7  
 高度轮廓 pLea 4  
'n4$dv%q  
;{hE]jReH  
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 效率 KBkS>0;X  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Tkf JC|6  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm *wD| eK7  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 (nLT8{>0  
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 效率 WXX)_L$2  
sbV {RSl  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 o+I'nFtnI  
Qvl3=[S  
粗糙度参数： =#|K-X0d=  
 最小特征尺寸：40nm a1yGgT a?D  
 总调制高度：200nm .`Rju|l  
 高度轮廓 T.x"a$AU  
tEE4"OAy  
5}MjS$2og  
1<TB{}b Z  
 效率 0; BX  
UG:S!w'  
m6 @,J?X  
!H/5Ud9  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 h1+lVAQbT  
@^UnrKSd  
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粗糙度参数： 6< O|,7=_  
 最小特征尺寸：40nm D3xyJ  
 全高度调制：400nm (f `zd.  
 高度轮廓 q6a7o=BP]  
S"skKh4w  
Z.rR)  
 效率 YR/%0^M'0  
w_h}c$;GK  
gUtxyW  
,ctm;T1H+  
5KIlU78  
 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。 j8#xNA  
ZtPnHs.x  
7. 总结 !bg2(2z  
 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)。 czu?]9;^ Z  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 O/1:2G/`  
 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。 d:SLyFD$q  
 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。 5nSi2
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