[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。 J 8!D."'Q0  
$ 8"we  
1. 建模任务 2#srecIz-!  
.o27uB.  
z;c~(o@4  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ^)JUl!5j]C  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 gY\g+df-  
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2. 建模任务：正弦光栅 .Mn_T*F  
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x-z方向(截面视图) -\6";_Y  
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光栅参数： gI~4A,  
 周期：0.908um @Cnn8Y&'  
 高度：1.15um 8!R +wy  
(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) P#8+GN+bF  
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3. 建模任务 "e3T;
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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。 bOB<m4  
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y}O6  
 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。 \
zdY$3z  
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\!*3bR  
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4. 光滑结构的分析 Wzn!BgxRr  
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%2S+G?$M?  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 !nm[ZrSP  
 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% Wl29xY}`{!  
!ek};~(  
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EgYM][:UU  
5. 增加一个粗糙表面 C;m,{MD  
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!1X^lFf;~  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 4lb(qKea  
 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。 j;BMuLTm1  
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Juhi#&`T  
v^;p]_c~2  
J{69iQ  
|}?o=bO  
Lddk:u&J  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 y^iju(  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ycD}7  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ZH1W#dt`[  
O(_a6s+m  
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K1_]ne)  
6. 对衍射级次效率的影响 San=E@3}v!  
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eZck$]P(6H  
粗糙度参数： 21LJ3rW_  
 最小特征尺寸：20nm =*[98
%b   
 总的调制高度：200nm h1A/:/_M6  
 高度轮廓 qH8d3?1XO  
Ir,3' G  
(C&Lpt_  
4
PcsU HR  
4t]YHLBS  
 效率 2omKP,9,2  
2!Gb
4V  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 2~wIHtd  
'g@Yra&09  
lQq&tz,  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 
nZtP!^#  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 fqY;>Z  
iPuX  
`"-ln'nw  
ULJV  
 效率 xh90
qm  
\-h%z%{R  
 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。 'f "KV|  
=.Hq]l6+  
粗糙度参数： .^F(&c*['  
 最小特征尺寸：40nm 4[.DQ#r  
 总调制高度：200nm :g+5cs  
 高度轮廓 c97?+Y^  
CD"D^\z  
U?[_ d  
er%D`VHe  
 效率 - Mubq  

j}.,|7X  
ElK7jWJ+  
YTk"'q-  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 5L!cS+QNU  
+{5y,0R  
h8)m2KrZ!.  
粗糙度参数： ,SQ`, C _5  
 最小特征尺寸：40nm )[]*Y]vSx  
 全高度调制：400nm gd,3}@@SH  
 高度轮廓 w{$X :Z  
{~y,.[Ga  
4owM;y  
 效率 Ob~7r*q  
VUF$,F9  
>2)`/B9f4  
iu$:_W_  
qtI42u{  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 Pqtk1=U  
p3q >a<  
7. 总结 cOz/zD f5  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 A7c*qBt  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 vhz[H  
 光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 ]aDU*tk  
 利用VirtualLab光栅工具箱，光栅表面的粗糙度可被加以考虑。因此，由于加工引起的结构差异产生的影响可被估算。 dJ|/.J$d
 

经典，学下。。。，，