[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。 y}FG5'5$13  
Q65M(x+oy  
1. 建模任务 K8KN<Q s]  
!!A(A^s  
|Zn;O6c#L5  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Xgh%2;:  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 aPe*@py3T  
p-"wY?q  
2. 建模任务：正弦光栅 ~YNzSkz  
Z}zka<y6K6  
x-z方向(截面视图) Dd0yQgCu  
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U(+QrC:  
光栅参数： us5Zi#}  
 周期：0.908um g<~ODMCO?W  
 高度：1.15um  })!-  
(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) "=%YyH~WY  
V@LBy1z  
3. 建模任务 Y:CqQ  
I_Z?'M  
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B4*,]lS?  
.@r{Tq,%q8  
 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。 QH
XpX9  
~K)FuL[*  
 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。 6_8yQ  
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$0{h Uex  
_Q\rZ l  
4. 光滑结构的分析 uFuH/(}K[  
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K\RMX?YsP  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 u6E ze
4u  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% ~6u|@pnI  
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Tz:,l$  
5. 增加一个粗糙表面 hYFi
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 o|n+;h  
 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。 }f{5-iwD}  
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} ?+0s=Z  
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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)。 q?w%%.9]X  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 sV%=z}n=  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 /K,@{__JP  
Zic:d-Q47  
(:+Wc^0  
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6. 对衍射级次效率的影响 C3<_0eI  
5}]gL  
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粗糙度参数： L'a s^Od  
 最小特征尺寸：20nm )C$Ij9<A  
 总的调制高度：200nm pX
NH  
 高度轮廓 ZTGsZ}{5  
527u d^:  
JV;VR9-l  
2{hG",JL  
lP(<4mdP  
 效率 nwDW<J{f|U  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 NUi&x+  
#\}xyPS  
WK SWOSJ  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm VM3)L>x]/  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 o:%;AOcl  
,+5!1>\  
+jGUp\h%9;  
b Sg]FBaW  
 效率 61b<6r0o  
ka8=`cn  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 h5; +5B}D  
/5XdZu6k`h  
粗糙度参数： NA$ODK-  
 最小特征尺寸：40nm taSYR$VJ  
 总调制高度：200nm *u34~v16,  
 高度轮廓 ^X*l&R_=R  
i?F~]8  
2$ \#BG  
wD<W'K   
 效率 6A} 45  
0te[i*G  
\D! I"mr  
1Dm$:),^T}  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 I"jub kI=Z  
Wc/B_F?2  
|uA /72  
粗糙度参数： ]@msjz'  
 最小特征尺寸：40nm `$Vn
B  
 全高度调制：400nm }Do$oyAV$G  
 高度轮廓 OFlY"OS[  
gM v0[~;u  
L3
C'q  
 效率 k'd=|U;(FV  
#|}EPD9$  
Y#Pg*C8>8  
sTYA  
L8KMMYh[  
 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。 Z1+1>|-iW  
H[iR8<rhQ  
7. 总结 +r]2.  
 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)。
4{=^J2z  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 v1s0kdR,>  
 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。 pU@
&-  
 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。 hQbz}x  

经典，学下。。。，，