[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。 nUK;M[  
nd[Ja_h  
1. 建模任务 (C.aQ)|T  
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`NNP}O2  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 O)"Z%B  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 )$K\:w>  
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2. 建模任务：正弦光栅 }*b\=AS=  
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x-z方向(截面视图) RY1-Zj
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>U(E \`9D  
光栅参数： DcG=u24Xy!  
 周期：0.908um )P,pW?h$  
 高度：1.15um ce*?crOV  
(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) $LG.rJ/*  
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3. 建模任务 $j\jT  
B5+$VQ  
5=Y(.}6  
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CAmIwAx6;  
 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。 D={$l'y9p  
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 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 7%G&=8tq  
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$sb1u  
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4. 光滑结构的分析 J4s`U/F  

",' Zr<T  
7K+eI!m.s  
1bHQB$%z  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 Z-yoJZi  
 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% c`N_MP  
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4G hg~0  
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5. 增加一个粗糙表面 C =B a|Z  
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uC2  
P.(z)
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 LR'~:46#u  
 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。 6q7jI )l  
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OL^DuoB4q  
7[i&EPN
 
{hm-0Q  
_Y$v=!fY&  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 vE)d0l"  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Mc,p]{<<AV  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 /Xv@g$  
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6. 对衍射级次效率的影响 |CK/-UG}  
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粗糙度参数： NE3/>5  
 最小特征尺寸：20nm W .Al\!Gi  
 总的调制高度：200nm Ik@MIxLK  
 高度轮廓 %o`Cp64`Q  
Mko,((>I1  
RB;2  
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 效率 5d}bl{  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 2P{! n#"  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm w(ic$  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 JD AX^]  
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 效率  q ^Gj IP  
N]GF>kf:  
 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。 u!b0<E  
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粗糙度参数： tMo=q7ig  
 最小特征尺寸：40nm a`Q-5*\;z  
 总调制高度：200nm LrV|Y~  
 高度轮廓 9'KOc5@l^  
pwF])uf*{\  
q\~D:z$+CO  
-&QpQ7q1  
 效率 -NDB.~E^DJ  
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C.se/\PE  
0f;|0siTAm  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 t,kai6UM  
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粗糙度参数： ffa
MF~+  
 最小特征尺寸：40nm }q?q)cG  
 全高度调制：400nm ?Uhjyi  
 高度轮廓 p#gf^Y5  
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AQc9@3T~Bi  
 效率 jLEO-<)-)  
<,9rXjeRl  
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R5<:3tk=X  
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{HBmSR  
 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。 ;|oem\dKv  
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7. 总结 }w)wW1&  
 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)。 S^~ lQ|D  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 @rr\Jf""z  
 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。 ;]2d%Qt  
 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。 &VVvZ@X;  

经典，学下。。。，，