[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。 uATBt  
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1. 建模任务 e#OU {2X  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 YWZF*,4  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 _INUJc  
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2. 建模任务：正弦光栅 HYH!;  
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x-z方向(截面视图) <C{5(=
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光栅参数： 5~X%*_[],  
 周期：0.908um :gVjBF2  
 高度：1.15um #"M Pe4  
(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) W%W. +f  
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3. 建模任务 Z7/dRc   
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?f`-&c;  
 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。 wm8x1+P  
)pLq^j  
 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。 5xHiq&d.E  
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4. 光滑结构的分析 !%X`c94  
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]>L]?Rm  
;Z_C3/b  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 [s2V-'2  
 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% {ybuHC  
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YeLOd  
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5. 增加一个粗糙表面 PpRO7(<cD  
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n:D*r$ C|p  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ,]mwk~HeF  
 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。 | dwxe
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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)。 NR&9:?  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 |mmG s  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 61/zrMPn  
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6. 对衍射级次效率的影响 L"I] mQvd  
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粗糙度参数： _%vqBr*  
 最小特征尺寸：20nm 3{:<z4>{  
 总的调制高度：200nm dt+ 4$  
 高度轮廓 Td1ba^J  
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PAU+C_P  
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 效率 aX)./  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响  ,nR8l  
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"q^'5p]  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 6QXQ<ah"  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 m`IQ+,e  
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"%Ana=cc  
 效率 ;sR6dT)  
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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。 Y;F R"~^  
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粗糙度参数： |p -R9A*>h  
 最小特征尺寸：40nm  7EP|X.  
 总调制高度：200nm vj&5`  
 高度轮廓 }FiN 7#  
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*;e@t4  
E(!6n= qR  
 效率 NS4'IR=;E!  
|8c:+8  
`m3QT3B  
),Ho(%T\  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 A1QI4.K  
!x$:8R  
cYM~IA  
粗糙度参数： Cz@FZb8  
 最小特征尺寸：40nm plx/}ah8  
 全高度调制：400nm H<Kkj  
 高度轮廓 2Uv3_i<  
d&T6p&V$  
[AX"ne#M*  
 效率 dH2]ZE0V  
Q A)9  
::OFW@dS  
xR|eyeR  
MkW1FjdP  
 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。 c@9Z&2)  

HIX=MprL<  
7. 总结 =Etwa  
 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)。 =Esbeb7P  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 `e?;vA&  
 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。 df>kEvU5.^  
 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。 `[@^m5?b-  

经典，学下。。。，，