[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。 NAHQ:$  
!=I:Uc-Y  
1. 建模任务 -mcLT@  
TkmN.@w_C  
kRZ(
 
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 K\=bpc"Fy  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 Ab8~'<F$B  
F1gDeLmJ  
2. 建模任务：正弦光栅 {ZN{$Ad3/  
6R dfF$f
 
x-z方向(截面视图) ApjLY58=  
.|x0du|  
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光栅参数： SAly
~(r?/  
 周期：0.908um yu3EPT!~  
 高度：1.15um ^J\
)cw  
(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) TDy@Y> )  
;k(|ynXv  
3. 建模任务 }me]?en_Ra  
eHd{'J<  
Br1JZHgA  
)bPwB.}kq  
st/Tb/  
 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。 uqX"^dn4u  
(Q#ArMMORI  
 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。 $(#o)r>_R  
`[57U,v  
a5]~%xdK  
(#\3XBG  
4. 光滑结构的分析 ]wdudvS@6r  
plb'EP>e  
6L'cD1pu  
wp.'M?6`L  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ra$_#HY  
 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% F#Z]Xq0r  
F''4j8  

o NJ/AT  
lT1*e(I  
5. 增加一个粗糙表面 HgduH:
:\#  
ft:/-$&H  
DCP"  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 |I85]'K9a  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 ;2#HM^Mu  
d=N5cCqq  
kX5v!pm[  
yd#4b`8U`  
P8z++h  
JFR,QUT  
0`,a@Q4  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 "2Js[uf  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 _aa3Qwx  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 78y4nRQ*  
[<8<+lH=P  
1B,RRHXn6  
!\+SE"ml  
6. 对衍射级次效率的影响 Vk{0)W7  
_EjS(.e/=  
z$%ntN#eNA  
粗糙度参数： VUagZ7p  
 最小特征尺寸：20nm vJmE}  
 总的调制高度：200nm <bIAq8  
 高度轮廓 VEE:Z^U!  
c>=[|F{{e  
vHJ~~if  
f<0-'fGJd  
+!.=M8[  
 效率 e?RHf_d3T-  
?6tuo:gP  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 1fEV^5I  
lq1pgM?Kf  
"1h|1'S50?  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 3u+~
!yz  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 |CStw"Fog  
/$+ifiFT  
oAvL?2  
6Dw[n   
 效率 jc)D*Cf  
_2U1$0xK  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 0'RSl~QvqS  
o5. q  
粗糙度参数： *hFT,1WE=+  
 最小特征尺寸：40nm 1w1(FpQO.  
 总调制高度：200nm g0_8:Gs}^  
 高度轮廓 l,,5OZw  
U2@?!B[\d`  
H[!by)H  
>E[cl\5$E  
 效率 =(.HO:#  
g%[lUxL  
TpZ)v.w~l7  
d}ue/hdw  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 pkBmAJb@  
Q]IpHNt[>  
U,aV{qz  
粗糙度参数： NWb,$/7T  
 最小特征尺寸：40nm =,,!a/U  
 全高度调制：400nm v=9:N/sW  
 高度轮廓 Sf lHSMFw  
bBC3% H^  
.* VZY  
 效率 :|N5fkhN  
</qXKEu`_  
ks 3<zW(  
[fO \1J  
g^4'42UX  
 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。 n#bC,  
u@[D*c1!H  
7. 总结 0alm/or  
 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)。 dJ:EXVU  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 dhsQfWg#}  
 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。 %k5^n0|*  
 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。 3QU<vdtr  
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QQ：2987619807 OpUC98p?@