[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 CkoYrvT  
:~-)Sm+^  
1. 建模任务 [f/vLLK  
4RlnnXY  
3x,Aczb  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 M^Q&A R'F  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 h5<T.vV  
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2. 建模任务：正弦光栅 $,p.=j;P  
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x-z方向(截面视图) ;L#LDk{Za  
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V+P8P7y37B  
光栅参数： Z3LQl(  
 周期：0.908um 5
?<|3  
 高度：1.15um rE!G,^_{  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) ViCg|1c  
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3. 建模任务 bM*Pcxv  
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 Q=)"om  
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 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 Vp5V m  
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4. 光滑结构的分析 uzat."`d'  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 7I@9v=xV  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% R
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5. 增加一个粗糙表面 [)C)p*!Y)  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 S,d ngb{  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 H]T2$'U6  
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n $D}0wSM/  
H4,.H,PZ  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 z=- 8iks|  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Wo1V$[`Dy  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 /
ze_{{o
 
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6. 对衍射级次效率的影响 '6dD^0dZ  
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粗糙度参数： yNb

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 最小特征尺寸：20nm _{Fdw  
 总的调制高度：200nm J*^,l`C/  
 高度轮廓 SSA%1l2!  
Qw{\sCH>  
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Le#E!
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/ %U~lr  
 效率 @wAr[.lZ  
x]mye  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 q~:'R  
K{r1&O>W  
[][:/~q!  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm "0!eb3n  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 Ztpm_P6  
Xdp`Z'g  
21)-:rS  
8g2-8pa{  
 效率 6\S$I5  
!lt\2Ae  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 .9[8H:Fe  
X T)hPwg.  
粗糙度参数： ;'WzfJ!q  
 最小特征尺寸：40nm E=tx.h4xG~  
 总调制高度：200nm mw4'z,1Q  
 高度轮廓 3 DO$^JJ.  
J!TK*\a2  
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0D]Yz`n3  
 效率 JK'_P}[]I  
G,mH!lSm,  
_]PfeCn:j  
-$]DO5fY  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 0z'={6,  
-<}>YtB Q  
CrwcYzrRWl  
粗糙度参数： J9$]]\52s.  
 最小特征尺寸：40nm ;o)`9<es!2  
 全高度调制：400nm @qr3v>3X<  
 高度轮廓 PE6u8ZAb"  
V~uA(3\U  
luxKgcU  
 效率 >-tH&X^  
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WNlSve)]ie  
I?B,rT3h  
 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。 s2' :&5(  
C4SD  
7. 总结 YV_I-l0  
 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)。 {;(g[H=q;  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。  [k&s!Qp  
 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。 /CQQ^/  
 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。 DRg~HT  

经典，学下。。。，，