[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。 H%i [;
 
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1. 建模任务 g*w}
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/1Ss |.  
ZQ-6n1O  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 
1Cw$^jd  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 /neY2D6  
19%zcYTe  
2. 建模任务：正弦光栅 b%d,X-3  
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x-z方向(截面视图) i8f+woZL  
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光栅参数： B^{~,'  
 周期：0.908um RRl`;w?  
 高度：1.15um ]]y,FQ,r  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) #wkSru&LS  
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3. 建模任务 /wkrfYRs  
SEE:v+3|  
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V=YDqof  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 :Smyk.B2!  
YHxQb$v)  
 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。 k"m+i  
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4. 光滑结构的分析 YtXd>@7  
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H wz$zF+R  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 (CAkzgTfc  
 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^hp-G7  
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5. 增加一个粗糙表面 IIF <Zkpb  
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KTeR;6oZn"  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 IOJLJ p  
 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。 <q&i"[^M  
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VZ7E#z+nM#  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 &2n5m&  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 !P":z0K4  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 WmRu3O  

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6. 对衍射级次效率的影响 9! yDZ<s  
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粗糙度参数： x&$8;2&.  
 最小特征尺寸：20nm 7y$U$6  
 总的调制高度：200nm Ri*mu*r\}  
 高度轮廓 vYq"W%
 
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J~h9i=4<bF  
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 效率 1KjzKFnb  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 GC(QV}9z"  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm {s=c!08=  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ,pUB[w\  
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AXv-%k};  
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 效率 i8#:y`ai  
c<{~j~+  
 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。 V|/N-3M  
`X B$t?xi  
粗糙度参数： $^YHyfh  
 最小特征尺寸：40nm ?uW} XAi  
 总调制高度：200nm 6.a|w}C`  
 高度轮廓 j{/5i`5m  
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 效率 zKh<zj  
|\)Y,~;P  
l-SVI9|<0  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 O@skd2  
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粗糙度参数： qV-1aaA  
 最小特征尺寸：40nm _*xY>?Aq  
 全高度调制：400nm n>)h9q S  
 高度轮廓 ^Of\l:q*  
mt[ #=Yba  
8<J3Xe  
 效率 gyU=v{].  
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3.rl^Cq1  
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GKG:iR)  
 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。 \)2'+R  
\7e4t  
7. 总结 [I[*?9}$"  
 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)。 $MM[`^~  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 x6vkd%fCj  
 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。 ('.I)n  
 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。 QHtN_
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经典，学下。。。，，