[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。 79&Mc,69  
v<O\ l~S  
1. 建模任务 8`*(lKiL  
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?[kO= hs  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 +ISB"a  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 SN11J+  
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2. 建模任务：正弦光栅 Od"-w<'  
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x-z方向(截面视图) pt=[XhxC(>  
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光栅参数： Odagaca  
 周期：0.908um ;e-iiC]PI  
 高度：1.15um 7"M7N^  
(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) -i9/1.Z  
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3. 建模任务 ;DGp7f#9  
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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。 `OduBUI]]  
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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。 9~a_^m/  
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4. 光滑结构的分析 K":-zS  
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qD2<-E&M/  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。  xU)~)eK  
 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% $U!w#|&  
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5. 增加一个粗糙表面 8amtTM  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 WpRi+NC}ln  
 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。 KPKby?qQ^  
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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)。 l~!#<=.  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 {?,:M  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 I9B B<~4o  
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6. 对衍射级次效率的影响 fyT!/  
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粗糙度参数： .] 5&\  
 最小特征尺寸：20nm M,|o2'  
 总的调制高度：200nm julAN$2  
 高度轮廓 JWM/np6  
:y0'[LV  
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 效率 <#sB ;  
Nqz-Mr`  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 !dGy"-i$h  
WF_G GF{  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm .b5B7x}  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 n8J';F =P  
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@~/LsYA:  
4TUe*F@ ML  
 效率 ;<MHDmD  
#2|sS|0<  
 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。 0p:n'P  
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粗糙度参数： Fpl<2eBg4  
 最小特征尺寸：40nm SbrBlP:G  
 总调制高度：200nm Pqx=j_st  
 高度轮廓 H?M8j] R-)  
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Aln\:1MU  
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 效率 RwN*/Li  
AgO:"'c
 
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 b[VP"KZ?  
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粗糙度参数： X|@|ZRN  
 最小特征尺寸：40nm i$"B  
 全高度调制：400nm !Vv$  
 高度轮廓 y~Sh|2x8v  
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 效率 -i7W|X"  
^~8l|d_  
X{<j%PdC  
\} P}H  
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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。 dy#dug6j  
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7. 总结 I4gyGg$H  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 bY&s$Ry3"  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 mf^(Tq[  
 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。 mS0*%[S {  
 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。 7[ *,t  
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