[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。 97]$*&fH  
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1. 建模任务 \(.])I>)eh  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 5e|2b] f$  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。
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2. 建模任务：正弦光栅 ]%4rL S  
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x-z方向(截面视图) rF*L@HI  
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光栅参数： 8!!iwmH{  
 周期：0.908um KXS{@/"-B  
 高度：1.15um 3SU:Xd(\o  
(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) `Qg#`  
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3. 建模任务 VZRM=;V  
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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。  mDJg-BQ  
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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。 49;2tl;F  

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4. 光滑结构的分析 \!_:<"nX.  
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"V>7u{T  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ^9ZW}AAO  
 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% pH'1be{K  
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5. 增加一个粗糙表面 4=T>Iy  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 T5jZd@VT,  
 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。 >UQ`@GdafR  
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NUclF|G  
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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)。 9kkYD  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 09RJc3XE9  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ~ 3HI;  
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6. 对衍射级次效率的影响 ZUW~ZZ7Z:  
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粗糙度参数： in^Rf` "  
 最小特征尺寸：20nm Q>FuNdUk  
 总的调制高度：200nm I'_.U]An  
 高度轮廓 9bpY>ze  
/y\KLa  
& q(D90w.  
Q\>Kd N{  
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 效率 mST/u>'  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 T]5Jsr
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D/jS4'$vA  
p^LUyLG`  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm Jk.Ec)w  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 L;},1 \  
'WUevPmt  
}b#KV?xgW  
qYMTud[Vf  
 效率 olC@nQ1c*  
<*Kj7o{Qn  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 y`~[R7E  
GlDl0P,*r  
粗糙度参数： s-Mzl?o  
 最小特征尺寸：40nm A@@Z?t.  
 总调制高度：200nm nl7=Nhh  
 高度轮廓 >Ic)RPO9  
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N[~"X**x  
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 效率 crJyk#_  
cD6$C31Y]  
f1'NWec  
X9f!F2x  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 y@|gG&f T  
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粗糙度参数： s!q6OVJ-  
 最小特征尺寸：40nm Ksq{=q-T  
 全高度调制：400nm ,$,6%"'"  
 高度轮廓 N1RZ  
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N  
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 效率 D]9I-
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Tn+6:<OFdO  
 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。 :QnN7&j|(w  
h Znq\p~  
7. 总结 /?%zNkcxu  
 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)。 JDi|]JY  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 P9/5M4]tt  
 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。 |0?h6  
 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。 IYq)p /  

经典，学下。。。，，