[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。 SodW5v a  
cN(QTbyl6Q  
1. 建模任务 tjBv{  
PzG:M7  
NomK(%8m$  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 H "/e%  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 +\@\,{Ujy  
1JY90l$ME  
2. 建模任务：正弦光栅 J-,X0v"  
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x-z方向(截面视图) ]?5@ObG  
 
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光栅参数： [&59n,R`  
 周期：0.908um Z\yLzy#8  
 高度：1.15um +Gs;3jC^  
(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) J~ rC  
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3. 建模任务 gnK!"!nL  
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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。 YXOD fd%L  
Pg}G4L?H;J  
 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。 DWO:  
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>%m5R  
O-m}P
 
4. 光滑结构的分析 8i~'~/x  
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Q^;\!$:M  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 f\_Q+!^  
 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% DO*C]   
LA3,e (e  
0pG(+fN_9  
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5. 增加一个粗糙表面 ~DS9{Y  
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U9%nku4  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 %zVv3p:  
 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。 yr DYw T  
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p 8rAtz>=J  
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dXN&<Q,  
$VNn`0^gF  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 cSWVHr  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 O\{_)L  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 T0C'$1T  
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6. 对衍射级次效率的影响 p =O1aM  
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粗糙度参数： b8Sl3F?
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 最小特征尺寸：20nm Sv",E@!f  
 总的调制高度：200nm uQ)]g  
 高度轮廓 2?&ptN)`N  
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 效率 EPf
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 I#%-A  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm }7^*%$  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 D7wWk ,B  
QJ'C?hn  
Cl=ExpX/O  
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 效率 bBL"F!.  
;B@l0)7(x  
 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。 YzVLa,[  
)HcC\[  
粗糙度参数： M1\/ueOe  
 最小特征尺寸：40nm 21Opx~T3  
 总调制高度：200nm &-tf/qJ  
 高度轮廓 gE#,QOy  
J(GLPCO$K  

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(d\bSo$]  
 效率 l"
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A5\S0l$Q  
?U[AE -*  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 UNae&Zir  
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粗糙度参数： 75ob1h"  
 最小特征尺寸：40nm n9yxZu   
 全高度调制：400nm ~b/>TKn+  
 高度轮廓 8X5XwFf}  
I Cs1=  
-W,b*U  
 效率 1lM0pl6M  
Uyh#g^r  
sa($3`d  
dE~ns ,+  
1d6pQ9 N  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 X"sN~Q.0  
H'.d'OE:I  
7. 总结 E'}$'n?:  
 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)。 H?m2|.  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 -1:asM7  
 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。 #,Y}  
 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。 C}Q2UK-:  

经典，学下。。。，，