[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。 }Qa  
LNcoTdv}k  
1. 建模任务 +2+|zXmT  
J@A^k1B  
1}R\L"  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 6zIK%<  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 3S .2  
:28[k~.bo  
2. 建模任务：正弦光栅 Lb#PiTJI  
.Zc:$"gDu  
x-z方向(截面视图) OP|X-  
y[ZVi5) ,  
(ys<{Y-;  
光栅参数： <m/XGFc  
 周期：0.908um JmC2buO  
 高度：1.15um Z.`0  
(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) ;OC{B}.vH  
E~c>j<'-"<  
3. 建模任务 woa|h"T  
:w]NN\  
[e>2HIS,  
@1~cPt   
@^%Y
Oorr  
 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。 /[5\T2GI  

~l('ly  
 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。 (coaGQ@d  
ymn@1BA8J  
@"B{k%+  
tr58J%Mu  
4. 光滑结构的分析 zSjZTA/Z  
O>>/2V9  
x\IuM  
/.(~=6o5  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 uqVarRi$  
 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% Gzp*Vr  
h1y3gl[;TD  
^U);MH8  
p0D@O_ :5  
5. 增加一个粗糙表面 ;Fd1:"1pP  
%XQJ!sC`  
"EVf1iQ  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 !C(PfsrR/  
 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。 Qb7&S5m  
/i    
?4#  
"MD6<H  
MwX8FYF D  
e0]#vqdO  

xf?"Q#  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 .$1S-+(kV  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 b81cq,  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ix38|G9U  
h7 mk<  
W.59Al'  
G5lBCm   
6. 对衍射级次效率的影响 y4VO\N!  
_bRgr  
w]fVELU  
粗糙度参数： g-H,*^g+  
 最小特征尺寸：20nm S~W;Ld<>fB  
 总的调制高度：200nm %q.5;L  
 高度轮廓 *,)1Dcv(  
P F);KQ  
IpM"k)HR  
)(rr1^Xer  
: rudo[L  
 效率 %TO&  
<<V"4 C2  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ^F-2tc  
[!Djs![O  
e(FT4KD~  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm `)kxFD_bH  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 WqS$C;]%  
sGh TP/  
\tA
@A  
VA`VDUG,  
 效率 "yl6WG#J  
CtUAbR  
 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。 *^XMf  
I}|E_U1Qj  
粗糙度参数： Iu(]i?Y  
 最小特征尺寸：40nm 99%R
/m  
 总调制高度：200nm ^E)8Sb9t  
 高度轮廓 ` +)Bl%*  
~@e=+Z  
%s;5  
A'"J'q*t  
 效率 9!0-~,o  
?T,a(m<i{  
D( y c  
3JD"* <zs  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 yr*~?\  
W"\+jHF"  
muDOY
~.  
粗糙度参数： |QQ(1#d  
 最小特征尺寸：40nm NCYOY  
 全高度调制：400nm R%\<al$O  
 高度轮廓  Y=H_U$  
gc b8eB,  
E_P,>f  
 效率 Hq&MePl[  
9|NF)~Q}'  
32pPeYxB!-  
,#9i=gp  
dnM.  
 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。 l*Fp}d.  
P,7R/-u5D  
7. 总结 H`yUSB IP  
 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)。
QtcYFf g  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 i?V:+0#q\]  
 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。  B`vC>  
 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。 Zrew}0  

经典，学下。。。，，