[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。 VIuzBmR|\  
JF(&+\i<p  
1. 建模任务 }nMp.7b  
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D4PjE@D"H  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 D()tP  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 w %R=kY)o  

Y >U_l:_^  
2. 建模任务：正弦光栅 tWA<OOl  
J@o$V- KK
 
x-z方向(截面视图) Q,nXc  
P5`BrY,hZ  
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光栅参数： @c;:D`\p1C  
 周期：0.908um @H8CU!J  
 高度：1.15um  ~D_Wqr  
(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) 077wk  
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3. 建模任务 /N=M9i
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0[7tJbN  
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>"pHk@AWK  
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6 :7  
 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。 u*8x.UE8C0  
h&<>nK   
 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。 f|&,SI?  
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d5qGTT ~a  
4. 光滑结构的分析 XWBTBL  
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s@pIcNvx  
"]x#kM  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 2\9OT>  
 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% b^
WF R   
qw}. QwPT  
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5. 增加一个粗糙表面 ]3CWb>!_  
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[}Y_O*C !  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 @T&w nk  
 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。 ~o8x3`CoF  
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mLH,6rO9  
G!g];7PG(  
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O*m9qF<  
Z>J3DH  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 .pPtBqp  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 7 MG<!U  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 iB3C.wd-  
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6. 对衍射级次效率的影响 RwDXOdg
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粗糙度参数： osI0m7ws:  
 最小特征尺寸：20nm 7nk3^$|  
 总的调制高度：200nm x(y=.4Yf+  
 高度轮廓 (?kCo  
5~=wia  
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 效率 Y!3i3D  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 15"[MX A
 
aIklAj)=  
%DuSco"  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm qHC/)M#L  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 GW!%DT  
Pt?d+aBtV  
ts;C:.X  
~uh,R-Q$  
 效率 1JF>0ijU@  
|k=5`WG  
 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。 K"g`,G6S  
G[\3)@I  
粗糙度参数： >(eR0.x  
 最小特征尺寸：40nm e\ O&Xe  
 总调制高度：200nm G33'Cgo:,  
 高度轮廓 8t1,_,2'  
=xRxr@  
SOQR(UT  
^LAdN8Cbb  
 效率 bC%}1wwh  
GE |P)VO  
1eMaKT_=  
zmh5x{US1  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 Q7SRf$4  
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0[T^L  
F/0x`l  
粗糙度参数： S<"`9r)av  
 最小特征尺寸：40nm 8 qwOZ d  
 全高度调制：400nm ,=y8[(h  
 高度轮廓 ]M/*Beh  
8M7pc{  
6x"|,,&MD0  
 效率 }d16xp  
7.7Z|lJ  
l5,}yTUta  
T``~YoIdz  
ej{7)#  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 PZSi}j/  
i`" L?3T  
7. 总结 3k5F$wf  
 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)。 j8{,u6w)-  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 6D1tRo  
 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。 Q)l~?Fx  
 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。 IC@-`S#F  
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QQ：2987619807 h!~u^Z.7<