[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。 o,Ew7~u  
ZwF_hm=/[  
1. 建模任务 +|( eP_  
F+Lq  
/5r[M=_ihr  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 it>FG9hVo  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 Jp5~iC2d  
{q8V
 
2. 建模任务：正弦光栅 ~Cj+6CrT  
<6n(a)L1  
x-z方向(截面视图) UXa3>q>  
K$' J:{yY  
=UNzjmP503  
光栅参数： m2<sVTN`^  
 周期：0.908um HcQ{ok9u  
 高度：1.15um /1tqTi  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) }N4=~'R  
GXRK+RHuBi  
3. 建模任务 4"wuqr|o  
b9w9M&?fT  
Dw6Q2Gnv  
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U4zyhj  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 O&\;BF5:R  
"2qp-'^[c  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 0V`0="rQ  
1"~@UcJ  
{b+!0[  
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4. 光滑结构的分析 A*
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|7UR_(}KC  
]X4A)%i  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 Scs \nF2  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% aeE9dV~  
0rA&_K[#-<  
w]F(o  
g;eMsoJG  
5. 增加一个粗糙表面 )UZ 's>O  
ShHm7+fV  
eA#J7=eC  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 d^WVWk K  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 ^B> 4:+^  
d5+ (@HSR  
86@"BNnTh  
m[Px|A5{  
+@AN+!(  
I6'U[)%  
tX&
Dum$  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 xAQ=oF +  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ezCsbV;. [  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 UFm E`|le  
44mYs`]  
VL&E2^*E  
N 0&h5  
6. 对衍射级次效率的影响  R.*KaCA  
u0#q)L8  
l)HF4#Bs  
粗糙度参数： KE&Y~y8O\  
 最小特征尺寸：20nm n4qj"xQ  
 总的调制高度：200nm 6}n>Nb;L"  
 高度轮廓 +KrV!Taf  
Mfuw y  
Bj;Fy9[yb  
b qEwi[`  
 g  O,X  
 效率 %#yC
p2  
W$v5o9\Px  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 <<@$0R
W  
>QU1_'1r  
9L]x9lI;  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm sr sDnf  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 z#SBt`c  
3 =KfNz_  
}.$oZo9J  
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3FCfvm  
 效率 BPIp3i  
959&I0=g"  
 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。 0:@:cz=#*  
P'KaWu9z  
粗糙度参数： b-@6w(j  
 最小特征尺寸：40nm lnEc5J@c>i  
 总调制高度：200nm 8h78Zb&[  
 高度轮廓 W0K&mBu  
"/[-U;ck  
a9(1 6k  
8tK8|t5+  
 效率 PBTGN;y  
nG1mx/w  
#^"\WG7{  
#'mb9GWD3  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 7,d^?.~S  
KCGs*kp>  
sf2_x>U1  
粗糙度参数： r3mB"("Z'  
 最小特征尺寸：40nm qDxz`}Ly=  
 全高度调制：400nm 3o%JJIn&  
 高度轮廓 jW}n6w5  
E%:!* 9  
R)?K+
cJ%  
 效率 `Yn^ -W  
)Mx[;IwE  
MGCwT@P  
KwlN  
>&f .^p  
 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。 R|Z$aHQ  
7v}4 Pl,$4  
7. 总结 .Kv>*_
_-Q  
 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)。 #r `hK)  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 SXSH9;j  
 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。 Ua#*kTF  
 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。 9 %4Pt=v~d  
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Oj:O-PtN2  
QQ：2987619807 6d&BN7B