[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。 Xs4G#QsAJ  
Ag]Hk%  
1. 建模任务 I} ]s(  
a^L'-(  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 xtS0D^  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 A@EUH  
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2. 建模任务：正弦光栅 wqn}t]  
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x-z方向(截面视图) m,]h7xx  
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光栅参数： `{@?O%UB  
 周期：0.908um ])T_&%  
 高度：1.15um u $T'#p1  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) 9TE
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3. 建模任务 z:tu_5w!,  
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DO=zxdTI!  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 Xn8r3Nb$A  
b"#|0d0  
 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。 Qte'f+  
D\GP+Ota  
Y]1b39O  
\5^GUT  
4. 光滑结构的分析 $zV[-d  
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#%tN2cFDN  
(A8X|Y  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 }q@Jh*  
 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% yn5yQ;  
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5. 增加一个粗糙表面 E%C02sI  
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Kv)5MH  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 s5ddGiZnBT  
 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。 (f|3(u'e?  
$q;dsW,8  
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s4c2  
Rm!Iv&{  
e|ngnkf(G  
kC)ye"r  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 :X;'37o#q  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ,.<l^sj5  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 eu|cQ^>  
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M7;P)da  
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6. 对衍射级次效率的影响 {` Lem  
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粗糙度参数： ?F9:rUyN  
 最小特征尺寸：20nm p M:lg  
 总的调制高度：200nm xW\iME  
 高度轮廓 &8 ~+^P1w  
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uNd  
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 效率 DLv\]\h}L  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 u<l[S  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 2\M^_x$N  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 |A#pG^  
?E0j)P/ (  
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 效率 "$*&bC#dE  
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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。 ~4\J}Kn  
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粗糙度参数： !A )2<<4  
 最小特征尺寸：40nm `)5E_E3  
 总调制高度：200nm %EuJ~;x(Mg  
 高度轮廓 fG107{!g=  
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 效率 p^~AbU'6~  
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0HA`  
|^^'GZ%a  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 v&p|9C@  
3,2|8Q,((!  
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粗糙度参数： iX]Vkx  
 最小特征尺寸：40nm IvFxI#.ju  
 全高度调制：400nm X\:;A{  
 高度轮廓 )_eEM1  
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qU(,q/l  
 效率 ;by`[)  
nm)H\i  
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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。 7JvBzD42  
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7. 总结 b*w@kLLN  
 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)。 1 PL2[_2:  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 o}q>oa b 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。 N8!V%i?  
 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。 _?"P<3/iF  

经典，学下。。。，，