[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。 $@@ii+W}\  
Fm=jgt3wv8  
1. 建模任务 &a4FGzR#  
sBYDo{01  
\?oT.z5VG&  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 A1F$//a  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 6/#+#T  
A +=#  
2. 建模任务：正弦光栅 K>vl o/#!  
t #Kucde  
x-z方向(截面视图) =xDxX#3  
OwEV$Q  
<p
 CD>  
光栅参数： n-2!<`UFX  
 周期：0.908um !@])Ut@tN  
 高度：1.15um p7 !y#  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) h<)ceD<,  
 5k@T{  
3. 建模任务 T u%XhXl:j  
6\u. [2lE^  
*^Zt)U1$|  
$W=)-X\>  
(&NLLrsio  
 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。 Qy"%%keV'T  
y9?*H?f,  
 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。 cLp_\\  
eI:x4K,#  
%TRJ  
[T4{K&  
4. 光滑结构的分析 WMnSkO  
x1Y/^ks@2  
@GD $KR9  
9(qoME}>=  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 50|nQ:u,  
 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% (SQGl!Lai0  
b$0;fEvIJn  
X.>~DT%0Lm  
%z.V$2  
5. 增加一个粗糙表面 y`8U0TE3R  
*z6A ~U  
$[b}r#P  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 QHja4/
 
 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。 L~e0^X
?  
FWU>WHX  
8RuW[T?  
^7ID |uMr  
>r C*.  

o/ 51RH  
}"nm3\Df  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 ?/1LueC:  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 {`k&Q +gY  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 k"%JyO8Y
 
^`M%g2x  
N.+A-[7,W  
>TM{2b,(p  
6. 对衍射级次效率的影响 f3n^Sw&Q(Q  
Jw}&[  
o\ce|Dzt  
粗糙度参数： IY6Qd4157  
 最小特征尺寸：20nm Cq7 u
y  
 总的调制高度：200nm 3?<A]"X.  
 高度轮廓 q)o;iR  
'AWWdz  
~|, "w90  
cZ !$XXA`  
82+2PE{  
 效率 ">_|!B&wb^  
~`Vo0Z*S  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 _g9j_
x:=  
YahW%mv`d  
x!W5'DO  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm G9xO>Xp^Al  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 6 <`e]PT  
k,'MmAz  
gBWr)R  
p ^TCr<=  
 效率 !mWm@}Ujg  
9bRUN<  
 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。 \(=xc2  
|7n%8JsY!"  
粗糙度参数： p:$v,3:  
 最小特征尺寸：40nm ? p[Rv  
 总调制高度：200nm -qvMMit%7  
 高度轮廓 ~*\ *8U@7  

 u+z  
hyJ&~i0P{J  

(RrC<5"  
 效率 K0o${%'@7  
1ljcbD)T;  
)+Z.J]$O-  
@c"s6h&  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 {*g{9`   
]oz>/\!  
@].!}tz  
粗糙度参数： 90Sras>F  
 最小特征尺寸：40nm 9An\uH)mL  
 全高度调制：400nm Uc,

..  
 高度轮廓 FqGMHM\J  
~#VDJ[Z  
B<Cg_C  
 效率 Y`$\o  
#u+qV!4  
nFI<
Te^)  
iqB%sIP  
lgK5E*^  
 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。 hMvJNI6O  
Ma(Q~G .  
7. 总结 *qLk'<  
 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)。 6@47%%,}  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 Ay^P#\VZ  
 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。 /zQx}U)TP  
 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。 cD!E.2[  

经典，学下。。。，，