[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。 d;boIP`M;  
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1. 建模任务 =$'6(aDH  
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0"<H;7K#W  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 'DP1
,7  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 $V-~Bu-  
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2. 建模任务：正弦光栅 ?:Uv[|S#>  
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x-z方向(截面视图) 'j#*6x
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光栅参数： 9+Np4i@  
 周期：0.908um fDv2JdiU  
 高度：1.15um J!dm-L  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) UXJeAE-  
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3. 建模任务 ]C!gQq2'a  
kMIcK4.MH  
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WlOmJtt4)  
}|h# \$w  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 R`NYEptJ  
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cQ@Oj  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 LBw1g<&  
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xG~P+n7t5$  
l!D}3jD  
4. 光滑结构的分析 5'OrHk;u  
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q}3`|'3  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 5%Y3 Kwyy  
 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% (p"%O  
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j`{?OYD  
5. 增加一个粗糙表面 =/@D8{pU  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 (>LF(ll  
 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。 Amtq"<h9a  
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l0|5t)jF-  
0CHH)Bku  
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"BM#4  
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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)。 &h}#HS>l  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 |Tv#4st  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 t*p71U
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p?02C#p  
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6. 对衍射级次效率的影响 &sl0W-;0  
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粗糙度参数： '6DBs8>1  
 最小特征尺寸：20nm !Lu2  
 总的调制高度：200nm ,V7nzhA2  
 高度轮廓 `

./$&'  
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 效率 0Fq} N  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 irZ]
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Mc)}\{J  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm W<'m:dq  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ~$c\JKH-  
A@`}c,G  
VMZMG$C  
t^&Cxh  
 效率 ::`HQ@^  
!n`fTK<$  
 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。 )Om*@;r(  
p#-Z4-`  
粗糙度参数： -uS!\  
 最小特征尺寸：40nm Zj(AJ*r  
 总调制高度：200nm 9gW|}&-  
 高度轮廓 j/DzCcp7  
;[ZEDF5H  
GC-5X`Sq  
e[1hz_v  
 效率 hDDn,uzpd  
9+|$$)  
/WcG{Wdp  
6bg ;q(*7  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 hW<%R]^|  
PrqlTT}Px  
Lj({[H7D!  
粗糙度参数： @FAA2d  
 最小特征尺寸：40nm Xg6Jh``  
 全高度调制：400nm 4Z3su^XR  
 高度轮廓 ijv(9mR  
{p2!|A&a  
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c!p&  
 效率 v&\Q8!r_  
<sbu;dQ`  

70d1ReQ  
Z-%\ <zT  
=IZT(8  
 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。 2k~l$p>CN!  
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~]zhHI  
7. 总结 Fe*R  
 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)。 !)f\%lb  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 `7E;VL^Y1  
 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。 ZvM
(Q=^  
 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。 [(i  

经典，学下。。。，，