[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。 rHP%0f9:  
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1. 建模任务 d|
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 P>9aI/d9  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 c{[q>@y pK  
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2. 建模任务：正弦光栅 B75k^ohfj  
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x-z方向(截面视图) ,t)x{I;C)  
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光栅参数： ;(
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 周期：0.908um ={hX}"*D  
 高度：1.15um /O]t R  
(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) @y31NH(  
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3. 建模任务 erO>1 ,4S  
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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。 xV%6k{_:G  
i|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。 M4xi1M#%  
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4. 光滑结构的分析 0zY(:;X  
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]:34kE}e5  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 5s?Hxn  
 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% Et_V,s<|  
2 1PFR:lP7  
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jSc#+_y  
5. 增加一个粗糙表面 H~ u[3LQz  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ?bw4~  
 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。 d,$d~alY  
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Ma|qHg  
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q64k7<C,  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 ?uMQP NYs  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 -+t]15  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。  X\}Y  
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6. 对衍射级次效率的影响 7H>@iI"?  
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粗糙度参数： ~8aJ S,u  
 最小特征尺寸：20nm |j3'eW&=  
 总的调制高度：200nm -YD+(c`l  
 高度轮廓 L#)(H^[  
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 效率 e?bYjJq  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 LI)!4(WH  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm <}6{{&mT4  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ^`f*'Z  
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5X.e*;  
 效率 $;G{Pyp  
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 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 Q !qrNa6  
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粗糙度参数： ;v  
 最小特征尺寸：40nm )5fQ$<(Z  
 总调制高度：200nm '&;yT[  
 高度轮廓 >!6i3E^  
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 效率 .yENM[-bQ  
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j'i0*"x  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 3\;27&~gV  
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粗糙度参数：

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 最小特征尺寸：40nm P\CDd=yWc  
 全高度调制：400nm U=sh[W  
 高度轮廓 :`)~-`_  
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 效率 g/=K.  
c^8o~K>w84  
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 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。 _B2V "p  
R6 XuA(5  
7. 总结 z<gu00U7  
 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)。 TaJB4zB  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 6pE :A@  
 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。 aKF*FFX  
 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。 g=}v>[k E  

经典，学下。。。，，