[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。 rmQ\RP W  
#fN/LO  
1. 建模任务 (V)9s\Le_  
pND48 g;  
g&kH'fR8  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 G:DSWW}  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 .*:h9AE7vo  
9?(x>P  
2. 建模任务：正弦光栅 *w|iu^G  
RQ|?Ce",  
x-z方向(截面视图) K.%z;(U  
?Nu#]u-  
&1~Re.*B  
光栅参数： Lrlk*   
 周期：0.908um j3LNnZY  
 高度：1.15um 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) L\YZT| K(  
@ct#s:t  
3. 建模任务 J+iX,X  
[NjajA~z>F  
"h$D7 mL  
sSV^5  
H6{Rd+\Z  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 Z@u ;Z[@  
`BpCRKTG  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 s<,"Hsh^CR  
[?|5oaK  
c[Yq5Bu{y  
PK8V2Ttv  
4. 光滑结构的分析 eWw y28t  
OoSa95#x  
LPMb0F}"5  
7F~xq#Wi#  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 a0 qj[+  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% 'h k @>"  
5uzpTNAMM1  
[|
jIC  
*6'_5~G  
5. 增加一个粗糙表面 nE4l0[_  
~O8]3+U  
n
oFh p  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 (KZUvsSk  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 nM
eSCX  
,I=O"z>9  
80cm6?,xu  
Mg&HRE  
[&fWF~D-p<  
rtoSCj:  
R+C+$?4NG  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 X9SJ~n  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 N#mK7|\c?:  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 U24V55ZnI  
hY)YX,f=S  
gZ=)qT]Pj  
2zwuvgiZ  
6. 对衍射级次效率的影响 v#w4{.8)  
N c9<X  
!P+~c0DF  
粗糙度参数： (Jm(}X]sh[  
 最小特征尺寸：20nm zC[i <'h!T  
 总的调制高度：200nm +HYN$>  
 高度轮廓 [@jp9D H  
U. NeK{  
aIY$5
^x  
`;R|V  
L>eQ*311  
 效率 VNr!|bp5  
4+ykE:  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 /%c+ eL}l  
G;87in ,}  
lrM.RM96  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm !x+MVJ]  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 + ?[ ACZF  
7m vSo350  
mOABZ#+Fk  
K#%O3RRs  
 效率 jqV)V>M.  
yN%3w0v  
 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。 Q5T(;u6  
H!Fr("6}  
粗糙度参数： EY=\C$3J:  
 最小特征尺寸：40nm 17?NR\Q  
 总调制高度：200nm RI7qsm6RN  
 高度轮廓 ot&j HS'  
R;5QD`  
mg/C Ux  
^d5gz0d  
 效率 $sB48LJuU'  
Te{aB"B  

1_p[*h  
e)fJd*P  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 {m1t~ S  
UtHmM,*I  
i!/h3%=  
粗糙度参数： 1t} (+NNjH  
 最小特征尺寸：40nm !07FsPI#{  
 全高度调制：400nm eWq
Vh[
  
 高度轮廓 VuYWb)@  
OgzGkc@A  
A,-[/Z K/  
 效率 8Iqk%n~(  
_"FbjQ"  
n]kQ
tjJ  
v)v{QNQp^  
|1\dCE03}  
 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。 &Nj:XX;X  
$A5B{2  
7. 总结 -Ihn<<uE?  
 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)。 Huug_E+  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ~]m@k'n  
 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。 ?trt4Tbe/  
 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。 m,kvEQ3  

经典，学下。。。，，