[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。 @R m-CWa  
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1. 建模任务 @h?shW=^  
3M0+
"l(X  
za'6Y*CGgX  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 3jogD  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 Y:ldR  
+Ug/rtK4  
2. 建模任务：正弦光栅 6r
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x-z方向(截面视图) &t(0E:^TRU  
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光栅参数： d/74{.  
 周期：0.908um L0%hnA@  
 高度：1.15um jxgj,h"}9`  
(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) XI Jlc~2  
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3. 建模任务 rC_*sx r^  
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W/=|/-\]/  
 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。 OndhL
Lz  
~Cc.cce5  
 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。 ?hYqcT[%  
(x;g/!:  
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4. 光滑结构的分析 0(8H;T  
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4*Z6}"  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 =\, qP  
 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% K:y^OAZfV  
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5. 增加一个粗糙表面 MVCl.o  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 lz | 64J  
 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。  1;eX&  
t@?u  
vOI[Z0Lq9h  
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9O,,m~B  
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;%q39U}  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 o[6y+<'o  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 (3,.3)%`  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 j%Y\A~DV  
Ek.&Sf$cd'  
Q}2[hB  
(9fdljl],:  
6. 对衍射级次效率的影响 }ublR&zlp
 
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粗糙度参数： y@ek=fT%4  
 最小特征尺寸：20nm farDaS[\VY  
 总的调制高度：200nm yfjXqn[Z4  
 高度轮廓 r@)A k  
q<=: >?  
t]_S  
K3$` Kv>I  
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 效率 Z&yaSB  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 s'a=_cN  
R 4EEelSZu  
mU{4g`Iw  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm :9d\Uj,  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 4,eQW[;kk  
!)OB@F%U  
Fq,N  
j=sBq.S  
 效率 @6xGJ,s  
&&RA4  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 '?/
&n8J\  
Q2'eQ0W{o  
粗糙度参数： : 1)}Epo,  
 最小特征尺寸：40nm M[
Y4_$k<-  
 总调制高度：200nm qJs[i>P[W  
 高度轮廓 =d20Xa  
6nw&$I  
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M23&<}Q8  
 效率 N7.  @FK  
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]O{_O&w  
Q)6va}2ai  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 P\B3 y+)  
6mG3fMih.  
I"Q<n[g0'  
粗糙度参数： N=ifIVc  
 最小特征尺寸：40nm m4**>!I  
 全高度调制：400nm LcUlc)YH5  
 高度轮廓 {OxWcK\2@h  
_`aR_%Gx  
X5E '*W  
 效率 (:}<xxl  
APHPN:v  
Y1r,2k  
4]BJ0+|mT  
qC j*>D  
 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。 I6w/0,azC  
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7. 总结 |zMqJ.qu  
 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)。 [@.B4p  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ^CQ1I0  
 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。 swZpWC  
 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。 z>:U{!5k  

经典，学下。。。，，