[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。 28ja-1dB  
(x}A_i  
1. 建模任务 z1kBNOr  
)y(oHRCp->  
]9#CVv[rq  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 l
},dQ4R  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 hH#lTye  
z/)$D  
2. 建模任务：正弦光栅 :,jPNuOA  
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x-z方向(截面视图) DQ%`v=  

ix:2Z-  
dr.**fGYde  
光栅参数： Rq"VB.ef&{  
 周期：0.908um 93 [rL+l.Y  
 高度：1.15um [TP  
(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) [+y&HNf  
,|6Y\
L  
3. 建模任务 1X[73  
?0 HR(N(z!  
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:wFb5"  
>ze>Xr'm5=  
 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。 R_t~UTfI;  
+d.u##$  
 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。 3(aRs?/O  
]gb _Nv  
wj}=@HS,3!  
<_=JMA5  
4. 光滑结构的分析 ur?d6a  
XAw2X;F%  
~azF+}x90N  
_2wAaJvA  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ^cB49s+{e  
 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% ${wU+E*  
0Ulxp  
Ii|uGxEc  
W^^K0yn`@  
5. 增加一个粗糙表面 bjuYA/w<  
<9=zP/Q  
SL6mNn9c  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 k}- "0>  
 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。 W/b"a?wE{  
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mk#>Dpy?  
-kWO2  
uCY(:;[<  
[Bl $IfU  
n;e."^5  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 P h9Hg'  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 VI(RT-S6  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 kEp.0wL'  
3"^a rK^N  
3Cq6h;!#  
h=uiC&B  
6. 对衍射级次效率的影响 l R:
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N7d17c. 5  
粗糙度参数： pw0Px  
 最小特征尺寸：20nm m\<<oI
lH  
 总的调制高度：200nm *rS9eej  
 高度轮廓 8:Z@lp^  
p
>2||  
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*54>iO- c  
 效率 \pjRv  
3$GY,B  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 r^?)F?n!  
| \ s2  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm h$E\2lsE  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 Xjs21-t%  
QH@Q\ @,  
0!9?H1>  
#pS]k<o%1  
 效率 TYs+XJ'Xj  
Dj-\))L  
 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。 BP)q6?Mz  
<;2P._oZ  
粗糙度参数： !yoSMI-  
 最小特征尺寸：40nm 4M;sD;3  
 总调制高度：200nm tebWj>+1c  
 高度轮廓 !^c:'I>~  
A[sM{i~Z  
b&\3ps  
oUW)H  
 效率 tIz<+T_  
\_m\U.*  
Z!C`f/h9  
2ApDpH`fiJ  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 RB S[*D  
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4,  
@-)<|orU4  
粗糙度参数： h(C#\{V  
 最小特征尺寸：40nm P!`Q_h6a  
 全高度调制：400nm Hs:4I  
 高度轮廓 Cm,*bgX  
F&W0DaH  
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 效率 YtwmlIar`  
U^E  
OqfhCNAY  
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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。 ]FY?_DGOA  
oj,HJH+  
7. 总结 HGP%a1RF#  
 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)。 )@8'k]Glw.  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 .u&&H_ UmE  
 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。 SQO>}#qm  
 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。 kjLsk-  

经典，学下。。。，，