[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。 ?8g*"&cn  
aCq ) hR  
1. 建模任务 "M)kV5v%  
pCE,l'Xa  
Y5 BWg  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 CSUXa8u7  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。  8>}k5Qu  
+/bT4TkML  
2. 建模任务：正弦光栅 ({G
N.pC(
 
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x-z方向(截面视图) yXuF<+CJ  
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光栅参数： Gk!06  
 周期：0.908um o@&Hc bN^  
 高度：1.15um BrWo/1b  
(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) q;W(;B  
&!@7+'])  
3. 建模任务 X^?M4  
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[VD)DO5  
 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。 (?G?9M#7_  
x&ngCB@O  
 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。 r )EuH.
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E{Tvjh+  
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4. 光滑结构的分析 j4!g&F _y  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 5IwQ<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% (M>[D!Yt  
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5. 增加一个粗糙表面  QB/H  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 *0*1.>Vg  
 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。 k*?Axk#  
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Tlz $LI  
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F$|Ec9  
-naj.omG|  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 F!LVyY"w  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 rJ@yOed["b  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 W=[..d  
QSaJb?I  
b?=>)':f  
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6. 对衍射级次效率的影响 l$>))cW!  
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粗糙度参数： v>4kF _N  
 最小特征尺寸：20nm v0d<P2ix  
 总的调制高度：200nm ZRK1UpP
 
 高度轮廓 KMhEU**  
FL,av>mV  
{<p-/|Z52  
'ot,6@~x>  
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 效率 7AOjlC9R}  
Nydhal00  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 "G(^v?x:P  
`:4\RcTb/  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm "F$0NYb]I  
 总调制高度：400nm 高度轮廓
-UhSy>m  
No'^]r  
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09r0Rb  
 效率 SviGLv;oR  
hPM:=@N$  
 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。 {eQ')f  
qMA K"%x  
粗糙度参数： }gfs  
 最小特征尺寸：40nm B <CK~ybY  
 总调制高度：200nm d{gj8  
 高度轮廓 nVK`H@5fw  
z.xOT;t  
=VctG>ct|  
'(qVA>S  
 效率 q3~RK[OCq  
knPo"GQW  
4;_<CB  
2".^Ma^D!  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 --32kuF&(  
PN +<C7/  
/=|5YxY  
粗糙度参数： .QaHE`e{  
 最小特征尺寸：40nm CQ(;L{}  
 全高度调制：400nm )]^xy&:|  
 高度轮廓 (Vvs:h%H  
3 E~d  
)Q!3p={S*  
 效率 itp$c|{  
EZz`pE  
U'Xw'?Uj  
rl<!h5  
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 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。 !aVwmd'9  
Qxvj`Ge  
7. 总结 RgPY,\_9+  
 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)。 n1Y3b~E?E  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 @eQo  
 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。 yD0,q%B`}  
 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。 S!u`V3-s  
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QQ：2987619807 `D#3