[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。 ~Yl.(R  
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1. 建模任务 y1}2h
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 h
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 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 wX6-WQR  
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2. 建模任务：正弦光栅 #l-zY}&  
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x-z方向(截面视图) GoX<d{  

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光栅参数： seAEv0YWz  
 周期：0.908um 6?.S-.Mr  
 高度：1.15um +T*??OW@  
(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) $}S0LZ_H  
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3. 建模任务 J
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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。 &"A:_5AU  
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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。 !P=L0A`  
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4. 光滑结构的分析 B2_fCSlg  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 +Qzl-eN/+  
 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% SjA'<ZX>TM  
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5. 增加一个粗糙表面 r@'
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Yyw3+3
 
 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。 DI-CC[  
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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)。 2G:KaQ)  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 nU2w\(3|  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 >oAXS\Ts  
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6. 对衍射级次效率的影响 zx?|5=+!  
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粗糙度参数： =C^4nP-  
 最小特征尺寸：20nm G*zhy!P  
 总的调制高度：200nm G/1V4-@  
 高度轮廓 PnI_W84z  
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 效率 NV2$ >D  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ^/$U(4  
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lt0byn$vz  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm =MmAnjo  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 qcBamf  
?ViU%t8J5  
% )}rQqQ  
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 效率 *i,A(f'e4X  
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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。 *adwCiB  
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粗糙度参数： {"*gX&;~  
 最小特征尺寸：40nm nS^,Sq\Ak  
 总调制高度：200nm CYhSCT!-?  
 高度轮廓 ~HUO$*U4<  
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 效率 ]/?$DNjCc  
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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。 %u*H
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粗糙度参数： 81S0:=   
 最小特征尺寸：40nm -dH]_  
 全高度调制：400nm i$XT Qr0K=  
 高度轮廓 7_
5-gtD  
$8NM[R.8^4  
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 效率 E-HK=D&W/  
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SM[VHNr,-  
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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。 ;b0;66C8|  
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7. 总结 94u~:'t>V  
 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)。 sO8F0@%aH(  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 G,,f' >  
 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。 XOPiwrg%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。 u~1 ,88&U  
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QQ：2987619807 7J5Yzu)D