[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。 bWp4
0&vx  
~:h-m\=8Y  
1. 建模任务 :yPA6O 4  
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U9N1)3/u  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ^)-* Ubzz  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 c;RB!`9"  
u~ %xU~v  
2. 建模任务：正弦光栅 g$=y#<2?  
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x-z方向(截面视图) f~bZTf  
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光栅参数： 5Z (1&  
 周期：0.908um T
F0DQP  
 高度：1.15um X MkyX&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) PWErlA:58  
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3. 建模任务 Z?XgY\(a(Q  
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Z]Zs"$q@  
z>n<+tso  
i,k.#Vx[m  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 cSMiNR  
I,rs&m?/m  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 Glz yFj  
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8Xo`S<8VS  
4. 光滑结构的分析 !%v=9muay  
8[2.HM$Y  
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drv"I[}{A  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 {'(1c)q>  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% A4C4xts]N  
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5. 增加一个粗糙表面 m\h. sg&  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 lQt&K1m  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 NTj:+z0  
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tA,#!Z0  
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k3:8T#N>!O  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 ue YBD]3'  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 > `uk2QdC  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 IV#kF}9$  
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6. 对衍射级次效率的影响 uTSTBI4t  
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粗糙度参数： q;XO1Se  
 最小特征尺寸：20nm +`@)87O  
 总的调制高度：200nm c(]NpH in  
 高度轮廓 7<'4WHi;@s  
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hH=H/L_Z  
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Hg~O0p}[  
 效率 f/_RtOSw  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 L}>XH*  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm Pf?*bI  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 %J_`-\)"{~  
'dnTu@mUT  
dHE\+{K%-  
v|VfSLZTb  
 效率 "zT#*>U  
LLa72HW  
 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#jq,i/  
B{:JD^V!  
粗糙度参数： =h`yc$ A(2  
 最小特征尺寸：40nm j'z}m+_?  
 总调制高度：200nm D"5uN0Z  
 高度轮廓 ]yTMWIx#  
ql|ksios  
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 效率 tkN5|95  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 i[gq8%  
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rv(Qz|K@  
粗糙度参数： gC}r$ZB(  
 最小特征尺寸：40nm Y#'?3  
 全高度调制：400nm  X,zqI  
 高度轮廓 -Qs4s  
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*3S./C}  
 效率 M_o<6C  
s|Hrb_[;l  
LK "47  
5LT{]&`9  
G8m:]!  
 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。 _L?`C  
PMDx5-{A/t  
7. 总结 QzjLKjl7p4  
 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)。 m=Z1DJG  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 4X0k1Fw)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。 rt\i@}  
 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。 gAy,uP~,  

经典，学下。。。，，