[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。 foz5D9sQ  
0?F@iB~1F  
1. 建模任务 P
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 NT;x1  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 cCh0?g7nV  
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2. 建模任务：正弦光栅 uZ/7t(fy  
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x-z方向(截面视图) W7*_T]  
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光栅参数： X40la_[.  
 周期：0.908um YMj7  
 高度：1.15um s3Krob`C5  
(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) ;WvYzd9  
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3. 建模任务 9B+ zJ Vte  
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 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。 eg$5z Z  
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 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 'YZI>V*  
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4. 光滑结构的分析 ZL-uwI!`D  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 :]B% >*;}  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% Y7*(_P3/  
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5. 增加一个粗糙表面 )Lc<;=w'9  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 *? K4!q'  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 `a9k!3_L  
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O`wYMng)  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 jIAW-hc]  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 2 ) TG  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 CrnB{Z4L  
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6. 对衍射级次效率的影响 KY4d+~2  
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粗糙度参数： &mh Ln4^  
 最小特征尺寸：20nm 0zeUP{MQ  
 总的调制高度：200nm p>k]C:h  
 高度轮廓 KqN!?anPr  
r_4TtP&UW  
a`7%A H)  
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 效率 :f
xWz%t  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 @4;HC=~  
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(N,nux(0k  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm V-[2jC{  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 Jzk
!K@  
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$ I#7dJ"*  
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 效率 Q2*/`L}m\  
KuA
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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。 ?K0U3V$s  
Af`z/:0<  
粗糙度参数： LFCTr/,  
 最小特征尺寸：40nm gzor%)C  
 总调制高度：200nm ft{W/ * +_  
 高度轮廓 ]x1p!TSU  
smV!y8&  
llNXQlP\B  
rqF"QU=l  
 效率 /E)9v$!  
>&BrCu[u  
H\ 3M  
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k  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 mn.`qfMh  
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h9)RJSF4  
粗糙度参数： sN-oEqS  
 最小特征尺寸：40nm +Z ><  
 全高度调制：400nm `"B^{o  
 高度轮廓 ; VBpp<  
Te+^J8  
7UnzIe  
 效率 C(s\LI!r  
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4aKLr  
`Z:3`7c  
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9[kX/#~W*  
 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。 .?f:Nb.O  
d]MGN^%o  
7. 总结 aRX  
 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)。 c -w0  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 H"O$&  
 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。 i-,'.w  
 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。 C,.-Q"juH  

经典，学下。。。，，