[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。 Y>+\:O  

V&DS+'P  
1. 建模任务 }0T1* .Cz  
v.+-)RLQg  
JQ%`]=n(/  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 //W<\  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 =F ZvtcCa  
9[|Ql  
2. 建模任务：正弦光栅 [t /hjm"$  
zQ}:_
 
x-z方向(截面视图) +"a .,-f!  
+GWeu0b(~  
@7%nMTZ@&v  
光栅参数：
ocy fU=}X  
 周期：0.908um kzGD*  
 高度：1.15um Nl7"|()e  
(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) >U9*  
pHY~_^B4&  
3. 建模任务 7vV3"uns  
'u$$scGt  
JPgV7+{b[  
{3C~cK{  
&?*M+q34  
 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。 5-bd1!o  
dapQ
5JT/  
 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。
RNiZ2:  
}7vX4{Yn  
9xC,i )  
Ud:v3"1  
4. 光滑结构的分析 APuG8 <R,  
jGd{*4{3+  
Rw*l#cr=.  
xF5q=%n  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 c0u!V+V%  
 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% by&#g  
GLt#]I"LY  
Se*GR"Z+  
o8RagSIo8  
5. 增加一个粗糙表面 BULX*eOt  
IR|A
lIv  
ld4QhZia  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 &?/h#oF@\  
 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。 '6fMF#X4F  
{Os$Uui37\  
$)mE"4FE  
mTW0_!.  
3*3WO
,9  
5Y"lr Y38  
g%#" 5Kr  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 xRJv_=dT  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Txfu%'2)e  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 WtFv"$V  
|SZRO,7x  
q/?#+d  
$k V^[  
6. 对衍射级次效率的影响 g` 6Xrf  
;c_X ^"d  
n!&DLB1z  
粗糙度参数： 8k]'P*9ulz  
 最小特征尺寸：20nm 'd^U!l  
 总的调制高度：200nm 6?Rm>+2>v  
 高度轮廓 ^~0\d;l_  
 .-'  
uv}[MXOP  
$&='&q  
9@#Z6[=R,  
 效率 gpe^G64c`  
L=Fm:O'#2  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 jtV{Lf3<  
!!b5vzyve  
1 +O- g  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm pN&5vu30  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 OA_:_%a(  
.KGW#Qk8  
@U_w:Q<9u  
xpKD 'O=T  
 效率 ~#&bDot  
?0WJB[/  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 5v=%pQbY  
9Y- Sqk+  
粗糙度参数： =GTltFqI1  
 最小特征尺寸：40nm 4T`u?T]  
 总调制高度：200nm @3K)VjY7  
 高度轮廓 d%
\{,  
p}hOkx4R\  
p-GlGEt_X  
*T*=~Y4kE  
 效率 @H"~/m_o  
3 ~0Z.!O  
cXFNX<  
<YP>c  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ^!L'Aoy;E  
``)ys^V  
AdesR-e$R  
粗糙度参数： <- Q=h?D  
 最小特征尺寸：40nm "D'A7DA  
 全高度调制：400nm @Nn9-#iW  
 高度轮廓 fmXA;^%  
5vj;lJKcd`  
D+]#qS1q  
 效率 V]tucs  
m:59f9WXA  
2K'3ry)[y  
\C5YVl#  
Eg-3GkC  
 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。 r9sW:cM:e  
?1K|.lr  
7. 总结 ,`v)nwP  
 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)。 F=U3o=-:  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 8Gzc3  
 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。 UM(tM9  
 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。 acz8 H0cS  

经典，学下。。。，，