[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。 &d6  
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1. 建模任务 u;/<uV3  
+8 }p-<a  
9t"/@CH{  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 >mp"=Y  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 `y*o-St3  
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2. 建模任务：正弦光栅 /rzZU}3[  
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x-z方向(截面视图) qVr?st  
(R^Ca7F  
p77  
光栅参数： F(;95TB  
 周期：0.908um #TD0)C/  
 高度：1.15um vFH1hm  
(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) "a]Ff&T-  
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3. 建模任务 ;2Za]%'  
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l>?k>NEpP  
g6(u6%MD  
tRmH6  
 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。 wKj0vMW  
f4lC*nCN  
 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。 b:YyzOqEu  
]V.0%Ccw;.  
>@i{8AD  
"V:E BR  
4. 光滑结构的分析 |s{[<;  
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]?n~?dD{]  
p'YNj3&u  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 x L]Z3"p%  
 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% =J827c{.  
 FA#8  
4kdQ h]  
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5. 增加一个粗糙表面 ="AJ&BqHd  
X.hVMX2B  
~JSa]6:_+  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Q0-}!5`E1$  
 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。 V0a)9\x(\  
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V;>u()
 
8VLD yX2-  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 [;8vO=Z  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 @Yy']!Ju  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。  4xnM7t\  
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6. 对衍射级次效率的影响 .qG*$W2f  
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粗糙度参数： e+7x &-+  
 最小特征尺寸：20nm [m{uJdj\  
 总的调制高度：200nm XY1b_uY  
 高度轮廓
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x#}Z  
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 效率 OX*5 yT{  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 :c^9\8S  
2$%E:J+2:$  
Y~ ( <H e?  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm FQGh+.U  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 R6/vhze4L2  
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-+w^"RBV  
 效率 ?f ]!~  
Bq)aA)gF  
 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。 PDH00(#;+  
y&8kORz;?  
粗糙度参数： yqKERdm  
 最小特征尺寸：40nm p.J+~s4G  
 总调制高度：200nm -)2sR>`A%  
 高度轮廓 XI*cu\7sy  
35X4] t  
H<bK9k)E  
|.c|\e z/  
 效率 KW5u.phv  
!;ipLC;e}  
0nV|(M0lu?  
PK7 kpC  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 rS/}!|uAu  
&T)h9fyc  
c _faW  
粗糙度参数： g<"k\qs7  
 最小特征尺寸：40nm Jf|6 FQo&  
 全高度调制：400nm E8QY6gKF  
 高度轮廓 ,F)9{ <r]  
_[_mmf1;:'  
A]k-bX= s  
 效率 aE'nW@YL
.  
6xsB#v*  
%x G3z7;  
y@?t[A#v  
d#*n@@V4  
 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。 Kq
H_?r`  
RN"O/b}qQ  
7. 总结 4`Z8EV  
 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)。 yDdi+  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 E")g1xGaK  
 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。 KnjowK  
 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。 Xz
p!X({   

经典，学下。。。，，