[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。 Za,rht  
l]tda(  
1. 建模任务 \/=w\T
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^yLiyRe\  
5-rG8  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 !F]7q]g  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 |VC|@ Q  
G&
ZpQ)  
2. 建模任务：正弦光栅 m"3gTqG  
2e~ud9,  
x-z方向(截面视图) q6E8^7RtS@  
*\W *,D.I  
rqa?A}'  
光栅参数： tR`'( *wh  
 周期：0.908um w]2tb
  
 高度：1.15um $'m&RzZ  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) eYSVAj  
d3%1P)  
3. 建模任务 N0UL1[ur  
g+CTF67  
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F"2rX&W  
T\}?  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 h$\+r<  
"`A@_;At`  
 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。 [Ol}GvzJ7  
M? 7CBqZ  
2oL~N*^C  

&+"-'7
  
4. 光滑结构的分析 AH?T}
t2  
d:|(l^]{r  
~n)gP9Hv  
VE_%/Fs,  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 fMg3  
 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% ,V$PV,G  
lawjGI  
6:PQkr  
~lg1S  
5. 增加一个粗糙表面 Gvo|uB#  
mv%Zh1khn/  
2y_R05O0  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 /K+GM8rtE  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 ZmT N  
e G8Zn<:s  
Ndb_|  
Mq
A%hlq  
8Xo`S<8VS  
!%v=9muay  
8[2.HM$Y  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 ]J`yh$a  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 drv"I[}{A  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 =aL=SC+  
DM*GvBdR  
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C3m](%?  
6. 对衍射级次效率的影响 kaKV{;UM  
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粗糙度参数： ^;KL`  
 最小特征尺寸：20nm C}})dL;(  
 总的调制高度：200nm CBj&8#8Z  
 高度轮廓 1m$< %t.>  
CO+[iJ,4C+  
SL( WE=H  
PA=.)8  
WKHEU)'!  
 效率 xt{f+c@P  
*
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 rSGt`#E-s.  
jsXj9:X I  
4nIs+  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm k@,&'imx  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 |?a 4Nl?  
+N~?_5lv\s  
WJB/X"J  
zVSbEcr,C~  
 效率 ."8bW^:  
ig]
hY/uT  
 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。 \|OW`7Q)k  
g91X*$`]  
粗糙度参数： ~-1!?t/%  
 最小特征尺寸：40nm 81(.{Y839_  
 总调制高度：200nm }!^/<|$=  
 高度轮廓 jl!rCOLt4  
>x$eKN  
^p'iX4M  
upD2vtU  
 效率 9}\{0;9  
2N,<~L`FX'  
.6@qU}  
]i}3
`e?  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 >:2Br(S  
d#?.G3YmK  
0cd`. ZF  
粗糙度参数： Q t!X<.  
 最小特征尺寸：40nm C2~t  
 全高度调制：400nm h^u 9W7.  
 高度轮廓 dHE\+{K%-  
@M:Uf7  
G^Z SQ!  
 效率 NlBnV
 
B%|cp+/  
3C=|  
W6b5elH@  
rPk=9I  
 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。 H;&^A5  
aNqhxvwf  
7. 总结 T8ga)BA  
 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)。 (sngq{*%%z  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 kt.y"^  
 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。 %E!^SF?Y  
 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。 E7XFt#P.  

经典，学下。。。，，