[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。 #zRHYZc'T|  
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1. 建模任务 zX lcu_rc  
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bFjH*~ P  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 (\ge7sE-oo  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 F/x2}'
 
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2. 建模任务：正弦光栅 4_kY^"*#"  
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x-z方向(截面视图) eAmI~oku  
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光栅参数： p#).;\M   
 周期：0.908um C$q};7b1N  
 高度：1.15um }4N'as/ZO  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) Q 9fK)j1$  
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3. 建模任务 ^3
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A|GtF3:G  
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^R=`<jx   
 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。 ~5'7u-;  
d\uN  
 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。 cef[T(>  

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||JUP}eP  
4. 光滑结构的分析 s>m2qSu  
X8VBs#tLE  


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g]lEG>y1R  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 xRe`Duy:  
 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% y92R}e\M  

(/uAn2  
U xBd14-R_  
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5. 增加一个粗糙表面 UxL*I[z5  
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j@>D]j  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 .Q%Hi7JMi  
 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。 QQBh)5F  
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jc&k-d>=G  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 ZeP=}0TGjn  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 V4+|D2  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 j(=w4Sd_W  
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6. 对衍射级次效率的影响 5dePpFD5  
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粗糙度参数： 1Cw]~jh  
 最小特征尺寸：20nm /'s
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 总的调制高度：200nm 4yyw:"  
 高度轮廓 w:t~M[kTW  
N&HI)X2&  
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 效率 .d<K`.O;  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 XQo
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'Aq^z%|  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm g-eJan&]N  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 I0m7;M7 P  
'(.5!7?Qc  
~/L:$  
T#ls2UL*xh  
 效率 CD&a_-'z$K  
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 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。 Uu_qy(4  
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粗糙度参数： t\M6 d6  
 最小特征尺寸：40nm p:~#(/GWf  
 总调制高度：200nm ~su>RolaX  
 高度轮廓 %p 6Ms  
$MR1 *_\V  
@NM0ILE  
"yu{b]AU  
 效率 Cff
6EE  
BZ?w}%-MO  
Nw"df=,{  
9C7Npf?~M  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 =F\Xt "  
nvR%Ub x  
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粗糙度参数： (-S^L'v62v  
 最小特征尺寸：40nm a4s't% P  
 全高度调制：400nm XJo.^<m  
 高度轮廓 e#oK% {A  
?=7k<a~  
vAM1|,U  
 效率 t^&hG7L_m,  
r5gqRh}+  
F:jNv3W1  
:Quep-:fy<  
d./R;Z- I{  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 ^x0N]/  
>$ZhhM/} J  
7. 总结 ]\rQ{No  
 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)。 Lx_Jw\YO  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 #e.x]v:  
 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。 @KM?agtlbl  
 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。 fln[Q2zl  
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QQ：2987619807 r],%:imGr