[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。 'vUx4s  
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1. 建模任务 {@w!kl~8  
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I,d5Y3mC  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。  dr iw\  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 yxz"9PE/P  
~i y]X:U  
2. 建模任务：正弦光栅 X,"(G}KUA  
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x-z方向(截面视图) w `0m[*  
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光栅参数： H~Fb=.h]U  
 周期：0.908um 4]18=?r>  
 高度：1.15um 1fzHmD  
(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) ]1(G:h\  
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3. 建模任务 HM(S}>  
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A%$ZB9#zQ  
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 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。 3EN(Pz L  
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 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。  nW*D  
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-]K9sy)I  
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4. 光滑结构的分析 J*} warf&  
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Z.DO 2=+=  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 BrO" _  
 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% 6*\WH%  
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5. 增加一个粗糙表面 EDf"1b{PX  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 L
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 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。 f6r~Ycf,f  
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Sd |=*X  
p?v.42R:z  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 Lq6R_udp  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ~]_U!r[FA  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 # zbAA<f  
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6. 对衍射级次效率的影响 j*'+f~A  
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粗糙度参数： wJ%;\06  
 最小特征尺寸：20nm ;[-TsX:  
 总的调制高度：200nm rd:WF(]  
 高度轮廓 Nr,Qu8  
A 6IrA/b  
d^(7\lw|  
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 效率 s ]XZQr%  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 J6[V7R[\  
J{!U;r!6  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm JJZu%9~[  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 (xdC'@&  
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YEPQ/Pc  
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 效率 _@5|r|P>  

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 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。 mfqnRPZ  
T@%\?=P  
粗糙度参数： o"!C8s_6  
 最小特征尺寸：40nm .sCj3sX*  
 总调制高度：200nm ?:$\ t?e^  
 高度轮廓 q S qS@+p  
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 效率 7,lnfCm H  
8g0VTY4$jP  
4`GOBX1b.y  
7 'q *(v  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 0MI4"<  
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x:K~?c3  
粗糙度参数： jQrj3*V  
 最小特征尺寸：40nm Yu$QL@  
 全高度调制：400nm 4iI4+  
 高度轮廓 l+a1`O  
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X- ZZLl#  
 效率 ^6On^k[|fw  
;,}Dh/&E  
Fq$r>tmV  
J%u,qF}h  
v YJ9G"E  
 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。 @-ml=S7;Sz  
)dd1B>ej]  
7. 总结 a$j ~YUG_  
 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)。 Yb=77(QV  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ]h?q1   
 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。 4{@{VsXN  
 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。 lrAhdi  

经典，学下。。。，，