[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。 u #}1 M  
eX"Ecl{  
1. 建模任务 _:tS-Mx@5  
<[}zw!z  
7p':a)  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 'sa)_?Hy  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 x$TLj  
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Vyl  
2. 建模任务：正弦光栅 {6qxg_{  
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x-z方向(截面视图) Y`-q[F?\y  
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( )ldn?v  
光栅参数： =X[?
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 周期：0.908um =B;qy7?  
 高度：1.15um :KG=3un]  
(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) $J)`Ru6.  
udr|6EjD.  
3. 建模任务 *,O3@,+>H  
<GQ=PrT|/  
iS.gN&\z^  
4K`b?{){+a  
MwSfuP  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 7iM@BeIf  
Q7v1xBM  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。  g;AW  
09Eg ti.  
811QpYA  
2
MYez>D  
4. 光滑结构的分析 A(`Mwh+  
Y*#TfWv:  
8 Elhcs  
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W6>  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 #FRm<9/j  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% -}oH],C  
:cXN Fu\C  
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Rh ]XJM  
5. 增加一个粗糙表面 y>u|3:z  
E1Q#@*rX>  
*tR'K#:&g!  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 3bo [34  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 awQGu,<N  
})(robBkA  
|{ZdAr.;  
-T+'3</T  
\{a5]G(4s  
}>621L3 -  
En&gI`3n  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 7o!t/WEEq  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 xy&*s\=:  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 7aPA+gA/  
>nvK{6xR:  
L %ifl:K  
LZs'hA<L  
6. 对衍射级次效率的影响 J#3[,~  
YG0b*QBY~  
('dbMH\O  
粗糙度参数： THK^u+~LM  
 最小特征尺寸：20nm -w)v38iX!  
 总的调制高度：200nm " L,9.b  
 高度轮廓 l)jP!k  
.i|nn[H &  
{:n1|_r4Z  
?`kZ6$  
TA:
#K  
 效率 "<)Jso|  
p-DHTX  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 -GB,g=Dk  
jt*B0'Sa  
Clap3E|a  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ;AL:VU  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 W*v3B.  
(q}LirR  
WW^+X~Y  
7xG~4N<)]  
 效率 7<B-2g  
7;Q4k"h  
 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。 mZM7 4!4X  
f3>DmH#  
粗糙度参数： H5UF r,t  
 最小特征尺寸：40nm c"1Z,M;G  
 总调制高度：200nm R)isWw4  
 高度轮廓 '
W("s  
YZtd IG  
|*-<G3@  
WoNY8 8hT  
 效率 D$NpyF.87
 
*{Z=)k%  
,LmP >Q.  
Wa&!1' @  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 AUIp vd  
%@TC- xx  
dq'f >Sz}  
粗糙度参数： 1_Av_X  
 最小特征尺寸：40nm &"J;  
 全高度调制：400nm @^ m0>H  
 高度轮廓 Mk+G(4p  
?Drq!?3PDc  
~ ^   
 效率 .`v%9-5v  
=]"I0G-s!
 
m_`%#$s}  
b&LAk-}[  
?0+g.,9  
 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。 {I?)ODx7qC  
Xw7'I  
7. 总结 \ a(ce?C  
 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)。 ?k;htJcGv  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 (vchZn#  
 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。 hv\Dz*XTs0  
 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。 fz2}M:u  

经典，学下。。。，，