[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。 \uQ(-ji  
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1. 建模任务 8"N<g'Yl,  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 xs.>+(@|;  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 \P
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2. 建模任务：正弦光栅 &Jk0SUk MP  
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x-z方向(截面视图) 8}XtVF;  
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光栅参数： +Z/*=;  
 周期：0.908um wta\C{{  
 高度：1.15um fp.,MIS  
(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) r[q-O&2&  
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3. 建模任务 =Qsh3b&<P  
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pTprU)sa7  
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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。 .Quu_S_vH  
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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。 )c^Rc9e/  
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4;<?ec(dc  
4. 光滑结构的分析 Q0#oR[(  
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Xjw>Qws  
$.a<b^.Xi  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 M56^p,  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% r?nvJHP  
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5. 增加一个粗糙表面 f7Y0L8D  
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9.{u2a\  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 6NPCp/  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 1p[C5j3  
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LBq~?Q.e  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 12`q9Io"  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 i,r O3Jn  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 .vE=527g)  
V7[6jWgH  
{Fs}8\z  
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6. 对衍射级次效率的影响 x$Y44v'>  
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粗糙度参数： O-J;iX}  
 最小特征尺寸：20nm "(zvI>A  
 总的调制高度：200nm K+ZJSfO6  
 高度轮廓 W/!M eTU&E  
e/Wrm^]y  
BgRfy2:  
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 效率 }{T9`^V:h  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Ir&rTGFN  
W; yNg  
d` %8qLIW  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm +Z> Y//  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 I,TJV)B  
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TRP#b 7nC  
~A@T_*0  
 效率 YXz*B5R  
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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。 (3cJ8o>&  
)[fjZG[  
粗糙度参数： Z6s-n$dSm  
 最小特征尺寸：40nm .c__<I<G<  
 总调制高度：200nm !"1}zeve  
 高度轮廓 b3R1L|@  
gZA[Sq
 
$J6Pv   
jf&B5>-x  
 效率 ;iT@41)
7  
8T6LD  
H#H@AY3Y  
>QyJRMY  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 w-iu/|}  
PLD&/SgP*  
Y-2IAJHS8  
粗糙度参数：  N>ncv  
 最小特征尺寸：40nm `+DH@ce  
 全高度调制：400nm Lx%*IE|c
 
 高度轮廓 q4u,pm,@  
MWdev.m:Z  
-R%T Dx  
 效率 #IJm*_J<  
S]!s)q-- z  
1oKF-";u(  
&T.d"i  
bn7"!6
 
 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。 f3yH4r?;w  
8;PS>9<  
7. 总结 C@x\ZG5rA  
 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)。 1Vf?Rw  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 /80H.|8O  
 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。 m(>MP/  
 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。 $4>(}  

经典，学下。。。，，