[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。 i"~J -{d}  
T\VKNEBo  
1. 建模任务 -rSpgk0wL  
?H\K];  
+,&8U&~`  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 gwj+~vSfi  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 )A}u)PH4O  
HrH-e=j  
2. 建模任务：正弦光栅 E({W`b~_f  
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x-z方向(截面视图) Z6eM~$Y  
fD<9k  
)_eEM1  
光栅参数： ]Z?y\L*M-  
 周期：0.908um cRm+?/  
 高度：1.15um ]_6w(>A@3#  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) M<R3JzT  
\a+.~_iL|  
3. 建模任务 SW!lSIk  
4NaL#3  
p.1@4kgK&r  
Ib(q9!L  
/a}F;^  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 KTr7z^  
i^9,.$<1  
 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。 P;7JK=~k  
]W^F!p~eC  
m5c?A+@fZ  
J!40`8i  
4. 光滑结构的分析 I8R#EM%C#  
AI{Tw>hZ  
_Mi`]VSq9  
ZG29q>  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ^O#>LbM"x  
 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% 3 q1LIM  
5L6_W-n{  
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'#k  
r%`g` It  
5. 增加一个粗糙表面 (X=JT  
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e[<vVe!  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 !&'GWQY{(  
 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。 UoAHy%Y<%  
GRM:o)4;#  
US5]@!  
CD}::7$  

YfRjr  
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E@}N}SR  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 oT76)O  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 =geopktpf  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 c`S`.WID  
BK$cN>J  
~quof>  
~e|RVY,  
6. 对衍射级次效率的影响 4eFqD;  
R;mA2:W)x  
73Zx`00  
粗糙度参数： <{ZDD]UGs0  
 最小特征尺寸：20nm C K#^`w  
 总的调制高度：200nm
/!7    
 高度轮廓 #)}K
,FDd  
O*Gg57a  
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` nd/N#  
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 效率 wh Hp}r  
8dPDs#Zl  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
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91f{qq=#J{  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ke2zxX2f  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 s9#WkDR  
kAV4V;ydh  
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 效率 Rb/|ae  
8SZZ_tS3r  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 ^;
8dl.;  
PF+F^;C  
粗糙度参数： /1y\EEc  
 最小特征尺寸：40nm 14~#k%zO(  
 总调制高度：200nm wZUZ"Y}9  
 高度轮廓 | )No4fm  
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5'<J@3B  
 效率 \sn wR  
7|@FN7]5NF  
po! [Nd&"  
/4I9Elr  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 iFOa9!_0n  
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粗糙度参数： <)$e*HrI  
 最小特征尺寸：40nm q _INGCJ  
 全高度调制：400nm /$\N_`bM  
 高度轮廓 <@S'vcO  
m@i](1*T|  
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 效率 h wi!C}  
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<YM!K8hu$  
 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。 Y1wH_!%b  
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7. 总结 )%JjV(:  
 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)。 L9]y~[R:  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 V8O-|7H$v  
 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。 BhUGMK  
 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。 r0Zj'F_e  

经典，学下。。。，，