[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。 X`/3X}<$7  
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1. 建模任务 zKRt\;PW  
N.\?"n   
>"LHr&;m&h  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 TcW-pY<N  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 Uc>kiWW  
fU/&e^, 's  
2. 建模任务：正弦光栅 y]3`U UvXD  
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x-z方向(截面视图) DIsK+1  
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光栅参数： B#Q` !B4v  
 周期：0.908um {oXU)9vj  
 高度：1.15um fAEgrw%Ti
 
(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) (-}:'5|Yj  
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3. 建模任务 jF$bCbAUce  
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 f 7R
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 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 T}}T`Ce  
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IdS=lN$  
4. 光滑结构的分析 bIWSNNV0F  
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ybC0Ee@  
`t>A~.f  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 "C.cU  
 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% hAV@/oQ  
Gc=uKQ+\V  
p[K!.vOt+
 
czLY+I;V3  
5. 增加一个粗糙表面 X%98k'h.y  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Y<t(
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$s  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 0m,q3  
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P#|}]oG%  
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G-TD9Og
Z  
xC9?Wt'  
Ltk-1zhI  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 #]h&GX  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 \b}%A&Ij  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 &bigLe  
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6. 对衍射级次效率的影响 i}O.,iH  
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粗糙度参数： E"7[|-`e6  
 最小特征尺寸：20nm k3T374t1b  
 总的调制高度：200nm m86ztP)  
 高度轮廓 ]QQeUxi  
9TbbIP1  
x->+wJm@s  
>[ g=G  
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 效率 WtC&Qyuq  
i]Bu7Fuu  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 <O.|pJus  
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:%h|i&B  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm EeGTBVms  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 viJP
6fh  
DPkH:X  
cdN=HM~I  
xW7[VTXc^  
 效率 _T_} k:&X  
FV{XPr%   
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 JIsi  
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粗糙度参数： F3tIJz>3  
 最小特征尺寸：40nm [,{Nu EI  
 总调制高度：200nm y.-Kqa~  
 高度轮廓 S~R[*Gk_uT  
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?6HnN0A)  
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 效率 dK;ebg9|  
IfT: 9 &  
VGc.yM)& j  
C XNYWx  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 nB0KDt_  
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L$rr:^J  
粗糙度参数： "{trK?-8%  
 最小特征尺寸：40nm dpX Fx"4A  
 全高度调制：400nm +1@'2w{  
 高度轮廓 dK0H.|  
B79~-,Yh  
~N7;. 3 7  
 效率 eKo=g|D  
|68u4zK  
F/[m.!Eo  
g++-v HD  
b`%!\I  
 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。 \ H#"  
l?YO!$  
7. 总结 /0$405  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 0c8_&  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 JIHIKH-#  
 光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 P,xJVo\  
 利用VirtualLab光栅工具箱，光栅表面的粗糙度可被加以考虑。因此，由于加工引起的结构差异产生的影响可被估算。 2$`Y 4b3t  

经典，学下。。。，，