[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。 T~[:oil  
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1. 建模任务 {iD/0q  
C`.YOkpj  
-b-a21,m>  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ?v2_7x&  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 AFAg3/  
$J7V]c*-b  
2. 建模任务：正弦光栅 ,!:c6F+  
C]L)nCOBX  
x-z方向(截面视图) r[L.TX3Ah=  
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z'W  
ReaZg ?:h  
光栅参数： [3Q0KCZ0(  
 周期：0.908um fd)8lK[KJ"  
 高度：1.15um o*KAS
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(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) G+ /Q!ic  
Z<vz%7w  
3. 建模任务 [DaAvN^0A  
'LYDJ~  
8~'cP?  
^z *0  
#HcQ*BiF3  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 _^<vp  
R$:-~<O  
 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。 scV%p&{a  
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4. 光滑结构的分析 @yTu/U  
C @Ts\);^  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 $JFjR@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% Oc)n,D)0  
#}~tTL  
(PpY*jKR  
 Q6 *n'6  
5. 增加一个粗糙表面 ().C
  
Ab$E@H#  
c&D+=   
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Y9abRrK  
 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。 #(]D]f[@  
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1]}\h]*  
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uI,*&bP  
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Oc  
G"r{!IFL  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 UC&$8^  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Vz mlKV
E  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 Trirb'qO  
 V FM[-  
ckX8eg!f  
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6. 对衍射级次效率的影响 /qQx~doK  
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粗糙度参数： Dk\%,[4(  
 最小特征尺寸：20nm 4W>DW`{  
 总的调制高度：200nm >Iij,J5i  
 高度轮廓 (CQ! &Z8  
<(E)M@2  
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;SD+%tI
 
"|6(.S+o  
n^'d8Y(  
 效率 !MSa -  
&wNr2PHd#  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 zZ}.2He8  
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t4 r3  
R/{h4/+vJ  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm $Y/z+ea  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 q`AsnAzo&  
$bp'b<jx  
Z{3=.z{&^=  
ygTfQtN  
 效率 :/->m6C`0  
.UxkTads  
 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。 f?.}S]u5  
]`-o\,lq  
粗糙度参数： |f}wOkl  
 最小特征尺寸：40nm #8d#Jw  
 总调制高度：200nm '(lsJY[-x  
 高度轮廓 }r04*P(  
X'd\b}Bm  
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-/8V2dv3  
 效率 2Jo|P A`9  
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tT`S" 9T  
P'$2%P$8:~  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 Tu:lIy~A  
"P5,p"k:)  
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粗糙度参数： L{sFR^-G  
 最小特征尺寸：40nm FkMM>X  
 全高度调制：400nm ;180ct4  
 高度轮廓 oKRI2ni$j9  
 uvDOTRf  
7\dt<VV  
 效率 w_@6!zm  
C B;j[.  
lyowH{.N"3  
0>Kgz!I  
6/a%%1c1  
 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。 tm;\m!^X{  
UeUOGf ,  
7. 总结 z'Bvjul  
 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)。 %i&am=  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 f`}u9!jVR  
 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。 ?zo7.R-Vac  
 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。 -6q7ze{@  

经典，学下。。。，，