[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。 f,
L  
~$\j$/A8/  
1. 建模任务 .V.N^8(:a  
fA,+qs  
NUnP'X=J,  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 3N*Shzusbt  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 "tj#P  
\7j)^  
2. 建模任务：正弦光栅 rbtV,Y  
=h_gj >  
x-z方向(截面视图) _@OYC<  
k
N$70N7I;  
KncoIw  
光栅参数： (&*F`\  
 周期：0.908um 4a @iR2e  
 高度：1.15um sMS`-,37u  
(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) -mkync3  
H);'\]_'x  
3. 建模任务 ^r& {V"l]  
)[K3p{4  
(
KQt%]  
}1W$9\%  
rODKM-7+  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 qJ/C*Wqic  
=0)^![y]v  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 u=l(W(9=  
y^A$bTQq  
k`AJ$\=  
OWjZ)f/  
4. 光滑结构的分析 /< :;^B  
F:@Ixk?E  
Na6z,TW  
!qpu /  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ^"l$p,P+  
 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% @iRVY|t/  
|d3agfS[n  
|:#mw1  
J7_H.RPa  
5. 增加一个粗糙表面 0/ Ht;(  
\+uqP:Ty  
7xc<vl#:q7  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 mCGcM^21-x  
 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。 $;CC lzw  
CN=&Je%I  
H+;wnI>@  
LbR-uc?x  
@,MdvR+a  
4PWr;&  
8[C6LG  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 v/czW\z  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 {Pb^Lf >  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 `0^i #  
i-?zwVmn  
cWc)sb  
%-l:_A  
6. 对衍射级次效率的影响 m=MT`-:  
vy@Lu cB  
\`zG`f  
粗糙度参数： AuTplO0_rE  
 最小特征尺寸：20nm k^pu1g=6I  
 总的调制高度：200nm 42CMRGv  
 高度轮廓 N >!xedw=  
zb/Xfu.)?6  
1[l>D1F?  
-YV4  O  
=BS'oBn^6  
 效率 <S$21NtM87  
cf'}*$[S  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 f hG2  
({KAh?  
z4641q5'm  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ~Ls I<
z  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 {,FeNf46  
[T]qm7 ?  
]&U|d  
;CMC`h9,  
 效率 ]zU<=b@  
A9UaLSe  
 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。 .p9h$z^  
F[=lA"F^  
粗糙度参数： /JeqoM"x  
 最小特征尺寸：40nm R0mT/h2  
 总调制高度：200nm -Y=c g;  
 高度轮廓 Zk#i9[g9*  
bM^A9BxD  
5?L:8kHsH  
0~b6wuFl  
 效率 Gu`Vk/&  
37-y  
1IQOl  
@Q\$dneY  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 /v)!m&6]>  
q>(u>z!  
e'Us(]ZO  
粗糙度参数： |akC  
 最小特征尺寸：40nm s<_LcQbt{  
 全高度调制：400nm 0aTbzOn&  
 高度轮廓 +wW  
DgT.Lku?  
$v<hW A]>  
 效率 %[\x%m)  
Xb@z7X
#O!  
+'j*WVE%5  
^xw [d}0S  
hf^`at  
 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。 O;BMwg_7  
!BQ ELB$0  
7. 总结 ;=VK_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)。 Qv0>Pf  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 G'?f!fz;  
 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。 QjjJtKz  
 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。 FHNuMdFn  
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QQ：2987619807 5@>4)dk\