[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。 \x]\W#C  
8UqH"^9.Q7  
1. 建模任务 ;e/F( J  
&vn2u bauS  
!U1 vW}H  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 7Zdg314  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 P R3Arfle  
AovBKB $  
2. 建模任务：正弦光栅 ugE!EEy[^  
QHf&Z*Xtl  
x-z方向(截面视图) >][D"  
v:yU+s|kN  
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光栅参数： ih^FH>@  
 周期：0.908um ,$>l[G;Bm  
 高度：1.15um 
Vdd  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) WulyMcJ  
3,6f}:CG  
3. 建模任务 =|ODa/2p  
.SER,],P  
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*vuI'EbM  
N!3Tg564j  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 (=Kv1 HaD  
-eyF9++`  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 *qk7e[IP  
T]-MrnO  
9 i/ (  
|l+5E   
4. 光滑结构的分析 seBmhe5qR  
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/o'lGvw  
}^&f {   
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 Mh5> hD  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% :=ek~s.UV  
'6&o:t  
F=1 #qo<?  
:;]9,n  
5. 增加一个粗糙表面 lMvOYv  
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WK(X/!1/k  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 8{2  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 &s vg<UZ  
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kodd7 AD  
(b<0=U  
7K
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#5)/B  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 VYkh
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 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 kF~(B]W(  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 8TeOh1\  
Z}uY%]  
4hwb] Yz  
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6. 对衍射级次效率的影响 gI;"PkN  
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粗糙度参数： P{6$".kIY  
 最小特征尺寸：20nm 9>S)*lU&s  
 总的调制高度：200nm KxX[8  
 高度轮廓 U\?D;ABQ%  
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@`4T6eL5  
NknS:r&2  
3P2{M}WIl  
 效率 F8?2+w@P  
0@-4.IHl  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 M8X6!"B$Y  
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Ul_Zn  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm d/Q#Z  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 <}{<FXk[  
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j*?8w(!  
T:@6(_Z  
 效率 ?pW1}:z  
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 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 @-dGZ5  
*HR pbe2  
粗糙度参数： o{,IO!q  
 最小特征尺寸：40nm hi!A9T3%}M  
 总调制高度：200nm z1Ieva]  
 高度轮廓 6~%><C  
1DB{"8ov  
Ow/,pC >V  
vYV!8o.I  
 效率 e^O:I  
=;0-t\w!  
0Gs\x  
uMw6b=/U  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 w/*G!o-<  
@\?ubF  
B8Fb$  
粗糙度参数： $\NqD:fgb  
 最小特征尺寸：40nm S=r0tao,!v  
 全高度调制：400nm -n9&W  
 高度轮廓 x8@ 4lxj  
>XgJo7u  
-H6[{WVW!  
 效率 1@L18%h  
uM`i!7}  
wI|h9q1U  
t<` As6}  
"KP]3EyPc  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 <4Gy~?  
Gf"TI:xa  
7. 总结 vd ls
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 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 }dzdx"  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ~Q_7HJ=^$  
 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。 oM!&S'M/  
 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。 >*{k~Y-G  

经典，学下。。。，，