[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。 u,E_Ezq  
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1. 建模任务 }:04bIaV  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 }Kt`du=  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 V8Lp%*(3  
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2. 建模任务：正弦光栅 })?t:zX#*  
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x-z方向(截面视图) U]o  
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光栅参数： @%aU)YDwi  
 周期：0.908um +4*3aWf`  
 高度：1.15um CXI%8eFXe$  
(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) W 'w{}|  
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3. 建模任务 8^ujA  
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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。 |c<h&p  
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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。 %0y_WIjz  
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4. 光滑结构的分析 w \U?64  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ;4%Co)Rw  
 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% ;4:[kv@  
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QC,LHt?6  
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5. 增加一个粗糙表面 aVE/qXB  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 }!`_Bz:  
 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。 I(5sKU3<  
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J4woZ{d  
K!<3|d  
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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)。 kgv29j?k;  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 )w_hbU_Pb&  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ~VKuRli|m  
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6. 对衍射级次效率的影响 * YR>u@  
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粗糙度参数： *-vH64e  
 最小特征尺寸：20nm sqv!,@*q  
 总的调制高度：200nm 6N#0D2~^  
 高度轮廓 4;|@eN  
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Oj F]K,$  
=e"RE/q2  
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 效率 O4g2s8k  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 L2Z-seE  
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3-T"[tCe  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm GTocN1,Z~a  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 qCI0[U@  
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2~y<l
 
 效率 "+Kp8n6  
[NU@A>H  
 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。 *?x[pqGq  
 5?34<B  
粗糙度参数： mcb|N_#n/  
 最小特征尺寸：40nm A5IW[Gu!  
 总调制高度：200nm \^3cN
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 高度轮廓 Vwpy/5Hmp  
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m0,TH[HWGF  
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 效率 R/\qDY,@  
u):Nq<X  
X?z CB  
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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。 1#lH5|XQ  
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AmX ~KK  
粗糙度参数： `s\E"QeZ
N  
 最小特征尺寸：40nm ^5Ob(FvU  
 全高度调制：400nm [N_)V kpr  
 高度轮廓 Jl fIYf~  
r:Ok z  
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 效率 2rrC y C  
Z!z#+G  
0I}c|V'P  
n*m"yp  
^TqR0a-*  
 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。 6Zmzo,{  
4p&YhV7j)o  
7. 总结 ,H@ x.  
 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)。 }UWi[UgA  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 Tilw.z  
 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。 ;tWi4iT+.  
 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。 5iZ;7 ?(  

经典，学下。。。，，