[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。 dS]TTU1
 
8g0By;h;  
1. 建模任务 "P.H  
lZ]x #v  
NwPGH=V  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 5-'jYp/  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 KG
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2. 建模任务：正弦光栅 %+Hhe]J ld  
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x-z方向(截面视图) mU0j K@^&M  
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光栅参数： \AFoxi2h  
 周期：0.908um >K:| +XbH  
 高度：1.15um p1~u5BE7O  
(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) Mbbgsy3W  
v:/+OzY  
3. 建模任务 pFE&`T@ <  
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F<FNZQ@<U  
Su"9`  
 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。 ZqT8G  
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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。 .quui\I3  
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w7Fz(`\  
)@lZ~01~d  
4. 光滑结构的分析 y[QQopy4:  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 Iw@ou  
 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% R(YhVW_l  
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U|tUX)9O  
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5. 增加一个粗糙表面 |5J'`1W  
( X(61[Lu  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 OYnxEdo7  
 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。 ^(
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GjVq"S  
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U&F1}P$fb  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 F+ ,eJ/]  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 WY>r9+A?W  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 Hlh`d N  
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6. 对衍射级次效率的影响 *??!~RE  

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粗糙度参数： a7$]" T 7  
 最小特征尺寸：20nm =2Vs))>Y  
 总的调制高度：200nm 6YErF|  
 高度轮廓 $] ])FM"b  
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 效率 c<k=8P  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ;`")3~M3*  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm .Iu8bN(L
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 总调制高度：400nm 高度轮廓 g?7I7W~?`  
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 效率 wOMrUWB0  
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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。 Etj0k} A  
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粗糙度参数： cVV@MC  
 最小特征尺寸：40nm a-\M)}T  
 总调制高度：200nm z`Jcpt  
 高度轮廓 ?IN'Dc9&%-  
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 效率 Mzg zOM  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 S|jE1v"L  
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粗糙度参数： VxP cC+  
 最小特征尺寸：40nm K]{x0A  
 全高度调制：400nm +GYO<N7  
 高度轮廓 IgmCZ?l&0  
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 效率 hl/) 1sOIR  
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 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。 j&N {j_M
 
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7. 总结 tH)fu%:p  
 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)。  5(\H:g\z  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 U[R[VY7  
 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。 6uTFgSqZ  
 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。 X T<SR]  

经典，学下。。。，，