[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。 Nr).*]g@~  
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1. 建模任务 [ako8  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ?7J::}R  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 qw>vu7/z  
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2. 建模任务：正弦光栅 4C;y2`C  
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x-z方向(截面视图) lxr;AJ(  
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光栅参数：  1'F!C  
 周期：0.908um )dh`aQ%N "  
 高度：1.15um :8HVq*itS  
(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) Od:-fw  
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3. 建模任务 u?H.Z  
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Nwe-7/Q  
 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。 ZKq#PB/.  
M'F<1(  
 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。 &]shBvzl^  
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pOh<I{r1  
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4. 光滑结构的分析 `
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E!BzE_|i  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 o)]O  
 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% x 4sIZe+  
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6:6A"A  
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5. 增加一个粗糙表面 M)nh~gU  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Y_EEnx&>i  
 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。 #TO^x&3@  
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CC;^J-h/  
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I|qhj*_C  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 -A=3W3:C  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 8 H3u"  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 '$EyVu
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6. 对衍射级次效率的影响 ';My"/ Z-  
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粗糙度参数： E_DQ.!U!o  
 最小特征尺寸：20nm c:&8B/  
 总的调制高度：200nm &q9=0So4\  
 高度轮廓 nk7
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F",TP,X  
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 效率 u[Si=)`VPk  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 0I<L<^s3^U  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 oP%5ymL%J  
i$Kx@,O8t  
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 效率 l|E4 7@#  
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 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。 II|;_j  
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粗糙度参数： NN1}P'6Ha  
 最小特征尺寸：40nm }^$1<GT  
 总调制高度：200nm *Egg*2P;"Q  
 高度轮廓 s}OL)rW=}  
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W=w]`'  
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 效率 wytMoG\  
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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。 q5=,\S3=  
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粗糙度参数： SA&(%f1d  
 最小特征尺寸：40nm B["+7\c<~  
 全高度调制：400nm 2,`X@N`\  
 高度轮廓 qHdUnW  
k'H[aYMA  
O6)Po  
 效率 +6P[TqR  
#k|f>D4  
[+pa,^  
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 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。 LjE3|+pJ  
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7. 总结 1Q!^*D  
 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)。 xH{-UQ3R  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 -Yh(bS l  
 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。 uax0%~O\  
 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。 KCw  

经典，学下。。。，，