[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。 vmZ"o9-{#X  
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1. 建模任务 a)s;dp}T%  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 `E`HVZ}  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 }*wLEa  
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2. 建模任务：正弦光栅 {})$ 99"x  
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x-z方向(截面视图) Te
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uh3)0.nR  
光栅参数： b>=_*nw9  
 周期：0.908um [c&B|h=>  
 高度：1.15um :nJgwp()@  
(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) 5W? PCOh\  
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3. 建模任务 I-@?guZ r  
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IApT'QNM  
Frm;Ej3?$  
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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。 2Aq~D@,9=:  
O<*5$,K9  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 WI[:-cv  
2W<n5o   
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4. 光滑结构的分析 @w9{5D4  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 _^S]gmE  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% I["j=r  
IyUdZ,ba  
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hf<J \   
5. 增加一个粗糙表面 2.I^Xf2  
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=t0tK}Y+4  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 >t+ qe/  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 ?A*Kg;IU  
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A#@_V'a8  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 N3A<:%s  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ~2*9{  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 #KpY6M-H  
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Sb&lhgW]c  
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6. 对衍射级次效率的影响 {,$rkwW  
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粗糙度参数： @tUoD>f  
 最小特征尺寸：20nm m\u26`M  
 总的调制高度：200nm 'xK.UI  
 高度轮廓 T2'RATfG  
Yc Q=v
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U]6&b  
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 效率 fC-P.:F#I  
LO%!Z,}   
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 HM[klH]s=  
{=:#S+^ER  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm Yg|lq9gD  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 3\$wdUFr  
*s4\\Wb=  
TV59(bG.2  
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 效率 q?j|K|%   
-b;|q.!  
 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。 /#LW"4;*  
w!^~<{Kz  
粗糙度参数： 77 r(*.O|  
 最小特征尺寸：40nm c "=N  
 总调制高度：200nm O'*@ Ytn  
 高度轮廓 0Rn+`UnwB  
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_s.;eHp,  
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U t5+-UK  
 效率 AasZuO_I  
1QqHF$S  
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f2I6!_C!+  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ;az5ZsvN D  
l1=JrpCan  
+/{L#e>  
粗糙度参数： {D&9UZ
m  
 最小特征尺寸：40nm csZc|kDI  
 全高度调制：400nm -Sv"gLB  
 高度轮廓 kJ:F *34e=  
H6TD@kL9Wr  
c:!zO\P#  
 效率 TCKu,}s  
FqFapRX66Z  
=}!Mf'  
tiPa6tQ  
ecJ6  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 *LC+ PZV@  
(@0O  
7. 总结 ,3i,P(?(  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 Ey[On^$  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 eJCjJ)  
 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。 ~X(UcZ2  
 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。 B@YyQ'  
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QQ：2987619807 %(/!ljh_