[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。 P"7ow-  
?TEK=mD#u  
1. 建模任务 !d9AG|  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ;BH>3VK  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 o4=Yu7L  
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2. 建模任务：正弦光栅 L&Qi@D0P  
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x-z方向(截面视图) ST8!i`Q$  
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光栅参数： <rK=9"$y(t  
 周期：0.908um |;;!8VO3J  
 高度：1.15um Gg0#H^s( (  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) x
Qt 3[(Z  
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3. 建模任务 'zgvQMu  
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XKLF8~y8A  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 7S2C/f  
Pl~P-n  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 tGqCt9;<  
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L{ ^4DznI  
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4. 光滑结构的分析 &^ I+s^\=  
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F>Y9o-o2  
J^H=i)A  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 =hX[  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% lg/sMF>z\f  
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U|fTb0fB  
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5. 增加一个粗糙表面 cNP/<8dq  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 jL4>A$  
 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。 }]h\/,  
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ch,|1}bi  
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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)。 )W9_qmYd"  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 -^fzsBL.  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ic~Z_?p  
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6. 对衍射级次效率的影响 Y. TYc;  
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粗糙度参数： L[]^{ O
 
 最小特征尺寸：20nm EX 9Z{xX  
 总的调制高度：200nm +2O=s<fp  
 高度轮廓 ta! V=U  
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 效率 P7>IZ >bw  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 T:#S86m  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm Kfd_uXL>  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ,Qo}J@e(  
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 效率 y1Z1=U*!  
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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。 SEU\}Ni{  
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粗糙度参数： w7ZG oh(  
 最小特征尺寸：40nm *zSxG[s  
 总调制高度：200nm ??+:vai2  
 高度轮廓 tWRf'n[+]  
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 效率 >@:667i,`  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 Rd v
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粗糙度参数： $Br>KJ%'g  
 最小特征尺寸：40nm cLHF9B5  
 全高度调制：400nm
Dx0O'uwR  
 高度轮廓 9IOGc}  
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4D GY6PS  
 效率 fo;6huz  
"kU>~~y,  
BMY>a  
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V 1*Ad  
 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。 >kZ6f4
 

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7. 总结 H)`@2~Y  
 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)。
jwq\stjD  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 DQMPAj.  
 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。 SF"#\{cjj  
 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。 7|K3WuLL  

经典，学下。。。，，