[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。 @>da%cX  
(UpSi6?\  
1. 建模任务 ?(F~9V  
778a)ZOzb  
}ZV$_  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 X)\t=><<  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 W Qe>1   
qz?9:"~$C  
2. 建模任务：正弦光栅 V<1dA\I"  
+3VY0J  
x-z方向(截面视图) vAX %i(4  
?'^xO:  

a93Aj  
光栅参数： M>-x\[n+  
 周期：0.908um >QCVsX>~  
 高度：1.15um 8g$pfHt|e  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) l]GLkE  
i9$ -lk  
3. 建模任务 .#CTL|x  
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"H6DiPh.E  
'(=krM9;  
%G>*Pez%  
 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_pP2A  
g+U6E6}1  
 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。 *&!&Y*Jzg  
G3m+E;o1  
%vgn>A?]1  
tK1P7pbC8r  
4. 光滑结构的分析 [WuN?H  
_A1r6  
Z+JPxe#7  
5Q =o.wf  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 =56O-l7T*w  
 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% ?$%#y u#.  
x+47CDDu3  
'8PZmS8X9  
~Cm_=[  
5. 增加一个粗糙表面 5V]!xi  
F{v>   
ZDMS:w.'T  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 d=yuuS/  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 yO.q{|kX  
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^,*!Qk<c  
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J4"?D9T3G  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 /'O? 8X<  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 7a\at)q/y  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 gd#+N]C_  
`r+zNJ@q  
5LMAy"  
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6. 对衍射级次效率的影响 NU"Ld+gw  
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粗糙度参数： :"{("!x  
 最小特征尺寸：20nm &P'd&B1   
 总的调制高度：200nm 7wKT:~~oS3  
 高度轮廓 3qggdi  
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SI\ O>a9{  
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>sGIpER7  
 效率 Klrd|;C  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 3:qn\"Hj  
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C( wZjO?N  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm "!,)Pv  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 #l 7(WG  
Op<,e{[]  
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[SJ3FZ
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 效率 S3Dmc\f  
ZB+~0[C  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 r?7tI0  
 |pgrR7G'  
粗糙度参数： uidoz f2}  
 最小特征尺寸：40nm *{<460`!q  
 总调制高度：200nm vb.}SG>  
 高度轮廓 gUGMoXSTI|  
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yd|ao\'=  
<~z@GMQCf  
 效率 *jCHv  
N||a0&&  
jEMnre3/  
2,'~'  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 me@k~!e"z  
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pddumbp  
粗糙度参数： %1\~OnT  
 最小特征尺寸：40nm U5:5$T,C  
 全高度调制：400nm {&TP&_|H  
 高度轮廓 YgV"*~  
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 效率 XcFu:B  
z"\<GmvB  
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&iO53I^r/  
 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。 7<0oK|~c#  
AB+HyZ*//  
7. 总结 HuLvMYF  
 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)。 LkyT4HC8n  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ovk^  
 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。 cC pNF `DN  
 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。 E>c*A40=.n  

经典，学下。。。，，