[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。 LjU'z#  
cr;g5C V  
1. 建模任务 21(p|`X  
o:6@Kw^  
eu|j=mB  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 |!F5.%PY  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 g&n)fF  
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TI5vhQ  
2. 建模任务：正弦光栅 A 8 vbQ  
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x-z方向(截面视图) )yo
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SIKOFs  
.] `f,^v<c  
光栅参数： xW[ -n  
 周期：0.908um G/v/+oX  
 高度：1.15um G"T',~  
(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) )Af~B'OUd  
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3. 建模任务 X=C1/4wU  
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8CvjG  
 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。 <40rYr$/J  
TO-$B8*nq  
 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。 9 fMau  
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5Q=P4w!'  
4. 光滑结构的分析 & /4k7X}y  
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vLxQ *50v$  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 \cLSf=  
 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% $3,ryXp7  
X w.p  
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5. 增加一个粗糙表面 Jl "mL  
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+I>p !v  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 6{qIU}!  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 *6U&Qy-M  
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Ez{MU@Fk  
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a=T
G[* s  
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m4:^}O-#  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 FWC5&
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 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 *z'yk*  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 wDwH.~3!  
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6. 对衍射级次效率的影响 c)&>$S8*  
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粗糙度参数： :SV>+EDY   
 最小特征尺寸：20nm ouHu8)q'r  
 总的调制高度：200nm FecktD=  
 高度轮廓 ^h&I H|  
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 效率 6bBdIqGb}  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 k'_ P7  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm [_xyl e  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 Y\v-,xPm  
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iq*A("pU  
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 效率 F>gmj'-^  
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 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。 TCvSc\Q[:1  
/XS&d%y  
粗糙度参数： &Np9kIMCB  
 最小特征尺寸：40nm
#=}$OFg  
 总调制高度：200nm woq)\;CK  
 高度轮廓 YwH./)r=  
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 效率 t5 a7DD  
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Eaad,VBtU  
Fl>]&x*~  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ^%y
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粗糙度参数： ezTZnutZ  
 最小特征尺寸：40nm HI&kP+,y  
 全高度调制：400nm -Cid3~mX3  
 高度轮廓 OY"6J@[z  
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 效率 59Sw+iZj  
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(IUD{8  
A[UP"P~u/  
 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。 =FW5Tkw0  
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7. 总结 |sgXh9%x<  
 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)。 e<gx~N9l'  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ZI ?W5ISdg  
 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。 PI5j"u UO  
 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。 +
yt6(7V*  

经典，学下。。。，，