[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。 &izk$~  
<#lNi.?.  
1. 建模任务 ORt)sn&~d  
vcSb:('  
<'O|7. ^^  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 &usum~@  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 f4^\iZ{`G  
_p%@x:\  
2. 建模任务：正弦光栅 r?WOum  
|w.5*]?H  
x-z方向(截面视图) 0~cbB  
y9K'(/  
kQ.3J.Q5  
光栅参数： B{NGrC`5)  
 周期：0.908um \5F {MBx !  
 高度：1.15um W 6CNMI]  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) j8?rMD~  
NJ(H$tB@  
3. 建模任务 @*JS[w$1  
A )xfO-  
0y=lf+xA*  
z?(QM:  
D__*?frWpW  
 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。 Xl/2-'4  
tZA%^Y  
 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。 -nk0Q_7N  
 -to3I  
}z_7?dn/  
@;{iCVW  
4. 光滑结构的分析 3@mW/l>X  
4z,n:>oH  
nY_+V{F  
\_|r>vQ  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 [
K`d?&  
 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% }E

\u2]  
01o,9_|FL  
a`zw5  
E^t}p[s  
5. 增加一个粗糙表面 6g'+1%O  
G":u::hR  
O+o_{t\R  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 C8 "FTH'  
 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。 _E xd:  
pAc "Wo(Q  
RU,!F99'1  
tCr?!Y~  
;r3|EA35  
2-gI@8NPI  

IoWK 8x  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 PA>su)N$  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 J.n-4J#@  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 r
r(UE  
]o*-|[^?  
TXK82qTdf  
{&.?u1C.\  
6. 对衍射级次效率的影响 (c9!:  
Z+C&?K  
Iih]q  
粗糙度参数： G:{\-R'  
 最小特征尺寸：20nm kB;!EuL  
 总的调制高度：200nm l*n4d[0J  
 高度轮廓 =idZvD  
2f.4P]s`T  
q<wQ/m  
S$Fq1   
Y(P<9m:  
 效率 kIYV%O   
g(F?qP_K  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 GYNLyd)  
I xE}v%&  
doV+u(J~  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm #"aL M6Cfs  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 _hs\"W  
f2RIOL,  
J1{ucFa  
,5thD  
 效率 M]M(E) *5  
~3s\Q%   
 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$48@x  
q.NvwJ  
粗糙度参数： ouR(l;  
 最小特征尺寸：40nm -[.A6W  
 总调制高度：200nm ad[oor/7|  
 高度轮廓 \h 1T/_4  
.q9wyVi7GI  
)m[dfeqd +  
y]TNjLpo$  
 效率 9V( esveq  
)90K^$93"  
Ug,23  
%t<ba[9F  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 A J"/T+g_  
B[nkE+s  
%H'*7u2  
粗糙度参数： (GI]Uyn  
 最小特征尺寸：40nm f!aE/e\  
 全高度调制：400nm !E|k#c9
 
 高度轮廓 SebJ}P1x  
I`8jJpGA  
26<Wg7/,  
 效率 <tp#KZE  
qmM%MPv  
J}J7A5P  
dw]wQ\4B  
*QT|J6ng  
 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。 ,3E9H&@j  
J=C63YB  
7. 总结 a5xmIp@6  
 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)。 s/J/kKj*s  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 e
<[0H 8  
 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。 K{x FhdW  
 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。 8QNd t  

经典，学下。。。，，