[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。 ;K9rE3  
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1. 建模任务 =whYo?cE(  
x#{.mN  
CAl]Kpc  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 %IbG@}54  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 (\M&Q-xZ  
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2. 建模任务：正弦光栅 psZAO,p  
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x-z方向(截面视图) 4/tp-dBip  
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A.  
光栅参数： xiW;Y{kZ  
 周期：0.908um aA-gl9  
 高度：1.15um `:I<Jp  
(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) /{9"O y7E  
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3. 建模任务 &m>sGCZ  
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,9C~%c0Pw  
 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。 XPt<k&o1,  
d;$<K  
 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。
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J~jR`2+r  
UpU2H4  
4. 光滑结构的分析 5fdB<& 9  
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~X`_g/5X  
I,@f*o  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 1eZ759PoO  
 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% pUz;e#J|  
c9eLNVM  
h!L/ZeRaV  
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5. 增加一个粗糙表面 s]"NqwIPK  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 #0WGSIht<  
 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。 v{Rj,Ou  
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[a<ucJ  
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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)。 7( &\)qf=n  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 [LQD]#  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 a}Dx"zl;  
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)e$}sw{t  
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6. 对衍射级次效率的影响 YQ&Ww|xe  
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粗糙度参数： u]W$'MyY  
 最小特征尺寸：20nm Eu4-=2!4  
 总的调制高度：200nm <@DF0x!  
 高度轮廓 atW=xn  
Qd %U(|  
P9Yw\   
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 效率 s7A3CY]->  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 DHUK_#!  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 5 (Lw-_y#  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 &DX&*Xq2  
0%Y8M` ~s7  
i;u#<y{E  
qSg#:;(O  
 效率 >tmv3_<=  
S~~G0GiW  
 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。 M@k8;_5  
B1x# 7>K  
粗糙度参数： r9nyEzk  
 最小特征尺寸：40nm Q"6:W2#v  
 总调制高度：200nm Z
%Kkh2-uh  
 高度轮廓 BwLggo  
7Rba@ cs9  
D%=VhKq  
g[D(]t\#x  
 效率 eSqKXmH[m  
<|!?V"`3  
N)kZ2|oD  
>1}RiOd3  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 qhdY<[6
 
f: j9ze  
!mjrI "_  
粗糙度参数： \]j{  
 最小特征尺寸：40nm \E(Negt7  
 全高度调制：400nm
|61W-9;  
 高度轮廓 >/r^l)`9_f  
%4=
r .9  
UJ/=RBfkJ  
 效率 s=Cu-.~L  
oMb&a0-7u  
]4uY<9VL  
qZV.~F+  
g< F7UA  
 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。 ^$N}[1   
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7. 总结 pie,^-_.g  
 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)。 !08\w
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 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 G1=/G  
 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。 8wi2&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。 kBRy(?Mft&  

经典，学下。。。，，