[技术]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。 *cbeyB{E  
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1. 建模任务 Y3-gUX*w0  
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E{tx/$f  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 %*wzO9w4  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ;{vwBDV!'  
wfgqgPo!v  
2. 建模任务：正弦光栅 pO%{'%RA  
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x-z方向(截面视图) V=pMq?Nr  
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#j;Tb2&w  
光栅参数： F{<5aLaYti  
 周期：0.908um dsJm>U)  
 高度：1.15um {esJ=FV\  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) WRWWskP  
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3. 建模任务 qO-9 x0v#  
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 _;56^1'T  
r-}-C!  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 >M]6uf  
E<>*(x/\e  
S,)d(g3>  
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4. 光滑结构的分析 r9# \13-  
Mi+H#xx16  
*U;'OWE[  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 LxLy+yC#p  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% FmEc`N9\v  
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5. 增加一个粗糙表面 41G5!=i  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 W+Xz$j/u  
 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。 rYY$wA@  
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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)。 OoBCY-gj*  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 aZ Xmlq  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 +uo{ m~_4  
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6. 对衍射级次效率的影响 P?LlJ5hn  
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粗糙度参数： Bj Wr5SJ  
 最小特征尺寸：20nm %' $o"  
 总的调制高度：200nm R!(ZMRMn  
 高度轮廓 8j5<6Cv_  
oR .cSGh  
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 效率 5O
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N~^yL<O  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ^Hrn ]  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm vxFTen{-F  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 6E~g#(8  
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"{D6J809  
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 效率 m2~&#c\  
Yd EptAI  
 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(U#)  
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粗糙度参数：
m)v''`9LU  
 最小特征尺寸：40nm g{IF_ 1  
 总调制高度：200nm t_z,>,BqJ  
 高度轮廓 F&RgT1*  
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}`(N:p  
 效率 7c|bc6?  
cD*}..-/4  
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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。 #Z+i~t{e(  
r;BT,jiX  
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x9  
粗糙度参数： E>b2+;Jv  
 最小特征尺寸：40nm Zxr!:t7  
 全高度调制：400nm ,DdB^Ig<r  
 高度轮廓 %nN `|\  
{S/yL[S.  
F{06 _T  
 效率 ">f erhN9  

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Od+6 -J  
<8,o50`B  
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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。 8Jf.ECQT  
[B@'kwD\l  
7. 总结 &Z(K6U#.  
 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)。 qm/Q65>E  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 *B`Zq)
  
 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。 $mf u:tbP  
 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。 Q!- 0xlx  

经典，学下。。。，，