[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。 zqAK|jbL  
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1. 建模任务 ]zVe%Wa  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 kl[bDb1p  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 j#%*@]>Tg  
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2. 建模任务：正弦光栅 )|/t}|DIx  
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x-z方向(截面视图) hD58 s"L$  
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光栅参数： WT(R =bLw  
 周期：0.908um LJZEM;;}  
 高度：1.15um Dbyy H_  
(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) kYs2AzS{d  
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3. 建模任务 Z.m.Uyz{7  
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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。 fE)+9!  
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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。 u ` 9Eh;  
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4. 光滑结构的分析 _?Jm.nT  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 k` (_~/#  
 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% L0|Vc9  
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Q+G=f  
5. 增加一个粗糙表面 KUH&_yCRB  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 GLc+`,.  
 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。 TdD-#|5  
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A|%/L  
X+iA"B  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 s'\"%~nF<  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 94nvh:n  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 cx_"{`+e  
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6. 对衍射级次效率的影响 .M:,pw"S]  
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粗糙度参数： w #(XiH*  
 最小特征尺寸：20nm 3L>V-RPiM  
 总的调制高度：200nm HEe0dqG  
 高度轮廓 ci3{k"  
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 效率 jIdhmd* $z  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 FLy|+4D_%4  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm fXL>L   
 总调制高度：400nm 高度轮廓 TqbKH08i/  
_\o +9X!  
L**!$k"{5  
Fd'Ang6"  
 效率 6oUT+^z#  
bJ. ((1$  
 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。 J)g(Nw,O  
toIljca  
粗糙度参数： =:a3cr~  
 最小特征尺寸：40nm HM[BFF[;/  
 总调制高度：200nm :l9C7o  
 高度轮廓 \D}/tz5~B  
lBh {8a|2W  
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m5d;lrk@&/  
 效率 )XO2DY1/&  
$h_@`j  
g>f(5  
VCc4nn#  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 Mu:*(P/  
G0*$&G0nb  
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粗糙度参数： RPp_L>&~<  
 最小特征尺寸：40nm b$gDFNa  
 全高度调制：400nm HmX(=Y  
 高度轮廓 .2Rh_ful  
#),QWTl3  
EKoCm)}d  
 效率 Jge;/f!i  
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T@Q.m.iV4  
r2&{R!Fj`  
8@$QN4^u^  
 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。 $6oLiYFX;  
5Vvy:<.la  
7. 总结 J-,T^Wv  
 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)。 :wn![<`3q  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ^Y'>3o21f  
 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。 O>k.sO <  
 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。 1y?TyUP  

经典，学下。。。，，