[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。 f0+2t.tj  
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1. 建模任务 QYXx:nIrg  
RO\gax  
O^LTD#}$a)  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 r%wA&FQ8U  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 AJt!!crs  
^\ ?O4,L  
2. 建模任务：正弦光栅 B bhfG64  
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x-z方向(截面视图) PYB+FcR6?n  
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`Yc_5&"  
光栅参数： %v5R#14[n  
 周期：0.908um #LcrI  
 高度：1.15um JGiKBm;  
(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) "Z,q?Fc  
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3. 建模任务 qv 3^5d  
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wYeB)1.  
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|6biq8|$3V  
 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。 N)R[6u}  

PZ:u_*Vu`  
 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。 /4=-b_2Y~  
0X..e$'  
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4. 光滑结构的分析 @$Qof1j'%  
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m(D]qYwh  
7k{2Upg;  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 wbbqt0un  
 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% x9>\(-u
U  
S6nhvU:  
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5. 增加一个粗糙表面 1F[L"W;r  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ,reJ(s  
 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。 # jYpVc{]  
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R U"/2i  
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O[~x_xeW  
W@L
3+4  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 TDK@)mP  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 `T*U]/zQ  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 @ $cUNvI  
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z97?y(  
"vF MSY  
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6. 对衍射级次效率的影响 4Wel[]  
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粗糙度参数： ";3*?/uM  
 最小特征尺寸：20nm I\P Bu$Ww  
 总的调制高度：200nm ;~ 4k7Uz  
 高度轮廓 ^~ =9  
O0~vf[i];  
l4'~}nn(Y  
9 wa,k  
Q ~|R Z7G  
 效率 8 ,}ikOZ?  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 sPYX~G&T  
<zfe}0  
%Tcf6cK"  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm @98;VWY\  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 =6%|?5G  
HB& &  
~&G4)AM  
6k0^x Q  
 效率 :Z`4j  
'8Wv.X0`  
 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。 q|#MB7e/  
Bt~s*{3$8  
粗糙度参数： S)\8|ym6!  
 最小特征尺寸：40nm \3Jq_9Xv  
 总调制高度：200nm WO</Q6+  
 高度轮廓 - V) R<  
[$\>~nj=  
ksI>IW  
&~~s6   
 效率 !e8i/!}^S  
x!{   
+cg {[f,J;  
R9dP,<2  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 [B/0-(?
 
-WR}m6yMr  
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粗糙度参数： 1p\Ak  
 最小特征尺寸：40nm ,+L KJl  
 全高度调制：400nm h8}8Lp(/'  
 高度轮廓 &sOM>^SA
D  
ey1Z/|  
3]}'TA`v  
 效率 : }?{@#Z  
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cdp0!W4Gi  
i^|@"+  
gbGTG(:1S  
 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。 vjK, I9  
Vewzo1G2  
7. 总结 =MSu3<y,  
 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)。 Z;<ep@gy~  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 7kz-V.  
 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。 LHi6:G"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。 !WKk
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经典，学下。。。，，