[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。 `)tA YH  
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1. 建模任务 |7c`(.  
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?wCs&tM  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 eM }W6vIn  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 =<.F3lo\s  
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2. 建模任务：正弦光栅 3I*uV!notJ  
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x-z方向(截面视图) eEP( ).
 
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p:tN642  
光栅参数： iaRR5
D-  
 周期：0.908um k{-`]qiK  
 高度：1.15um Z Xb}R^O-  
(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) :\bfGSD/gd  
q~h:<,5  
3. 建模任务 )E-E0Hl>7  
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I4~^TrznRa  
<T4(H[9B  
c,$mWTC  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 DqlK.  
c[:Wf<%|  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 Nb1J ~v  
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ZDQcU  
h.^o)T  
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4. 光滑结构的分析 +*D4(  
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4E'|.tt(  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 rKp1%S1  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% ]1}h8/  
@d)LRw.I  
"kr,x3 =  
-l JYr/MSL  
5. 增加一个粗糙表面 VA2<r(y~(  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Fr;lG  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 Lzz)n%y5  
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n ,1tD  
,R}Z=w#  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 *%?d\8d  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 >2Ca5C  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 H pFb{  
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6. 对衍射级次效率的影响 (H1lqlVWV#  
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粗糙度参数： M5 `m.n<  
 最小特征尺寸：20nm ngLJ@TP-  
 总的调制高度：200nm x ^[F]YU  
 高度轮廓 yLB~P7K  
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RJ*F>2  
^Xa*lR 3  
 效率 OM{Dq|  
O4N-_Kfp/  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 0 {,h.:  
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ArL-rJ{}  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 5v3RVaqZ  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 KK$ a;/  
*;P2+cE>H3  
QXB|!'  
Q)T+r~#2B  
 效率 {wv&t R;  
'+6<U[ L  
 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。 |i u2&p >  
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粗糙度参数： #Z!#;%S  
 最小特征尺寸：40nm kXMP=j8  
 总调制高度：200nm on_H6Y@B52  
 高度轮廓 i7(~>6@|  
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MWo\qM  
5pmQp}}R  
,m:6qdN  
 效率 egWx9xX  
tJz^DXqAc  
[n!x&f8Xh  
LGfmUb-{]  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 MISE C[/  
'QnW9EHLF  
8(^ ,r#Gy  
粗糙度参数： VAg68EbnF  
 最小特征尺寸：40nm ZHcONYAr  
 全高度调制：400nm jNIUsM8e  
 高度轮廓 WDvV LU`  
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DUhT>,~]  
 效率 A'`P2Am  
{Y^c*Iqn  
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Fj  
W.p66IQwL&  
 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。 lU&Q^Zj`  
w_GLC%|7  
7. 总结 (Wn "3 ]  
 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)。 ?jFc@t*\:  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 W}?s^  
 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。 wM0E%6 P  
 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。 .c03}RTC^  
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QQ：2987619807 %^T!@uZr