[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。 )c2_b  
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1. 建模任务 &a0r%L()X  
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j98  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 &53]sFZ  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 wK_]/Q-L  
u+m,b76  
2. 建模任务：正弦光栅 %ysZ5:X  
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x-z方向(截面视图) bUwn}_7b  
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Dim> 7Wbh  
光栅参数： 0|4%4Mt  
 周期：0.908um 'dG%oDHX]P  
 高度：1.15um H`hnEOyLp  
(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) DTRJ/@t  
Vv.r8IGYm  
3. 建模任务 1/+C5Bp*  
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%8~Q!=*Iq  
 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。 t_z>Cl^u  
))kF<A_MK  
 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。 3rW|kkn  
\W5O&G-C  
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4. 光滑结构的分析 3981
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7"F*u :  
QfM zF  
!l?.5Pm])  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 C&LBr|  
 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% lf{e[!ML'  
'VyM{:8  
vy2Q g  
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5. 增加一个粗糙表面 >2$5eI  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 $EZN1\  
 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。 x9/H/'
 
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oF9 -&  
4'j sDcs  
H&1[nU{?>  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 OMhef,,H  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 M#"524Nz  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 AqKz$  
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Nk=JBIsKv  
~7~~S*EQ  
6. 对衍射级次效率的影响 F|Mi{5G%  
H1<>NWm!v7  
5$DHn]  
粗糙度参数： 7{e{9QbJ4  
 最小特征尺寸：20nm {FRAv(,\  
 总的调制高度：200nm M;cO0UIwO  
 高度轮廓 iHwLZ[O{  
V@>r*7\F  
5>3}_  
$vHU$lZ/W  
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 效率 {Q+gZcu  
Hsih[f  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 w%WF-:u7|  
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0TfS=scT  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 7g R@$(1Z  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 h
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>fH=DOz$&  
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 效率 -.g|l\  
S3L~~X/=  
 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。 )jq?lw'&  
*f,DhT/P  
粗糙度参数： QO"oEgB`+Z  
 最小特征尺寸：40nm R[49(>7H4  
 总调制高度：200nm  K;LZ-  
 高度轮廓 2H.654  
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8G5Da|\  
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 效率 Yvn\xph3  
i)#s.6.D>  
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f;}EhG'  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 C3G)'
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sp@E8G%xO  
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粗糙度参数： F4<O2!V  
 最小特征尺寸：40nm MxyN\Mq'  
 全高度调制：400nm 2e$w?W0^  
 高度轮廓 3Tn)Z1o  
+~xnXb1  
aR\\<due  
 效率 F)z;Z6{t4  
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FQ>`{%>  
 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。 C7H/N<VAq  
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7. 总结 <>m }}^  
 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)。 $9S(_xdI&  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 g;ZxvR)ZJk  
 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。 1SrJ6W @j[  
 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。 e^lWR]v  

经典，学下。。。，，