[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。 /uX*FZ  
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1. 建模任务 ioD8-  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 6T'UWh0S  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 O^`EuaL  
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2. 建模任务：正弦光栅 #| _VN %!  
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x-z方向(截面视图) q+\<%$:u  
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光栅参数： %S;AM\o4  
 周期：0.908um }W8A1-UF  
 高度：1.15um W&Fm;m@M  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) vvv'!\'#  
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3. 建模任务 H?];8wq$G  
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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。 B#S8j18M  
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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。 iVn4eLK^v  
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4. 光滑结构的分析 g=$U&Hgs  
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6/S.sj~  
hJ{u!:4  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 9)1Ye  
 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% NSz}  
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5. 增加一个粗糙表面 sWo`dZ\6WB  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 UmWXv#q\l  
 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。 6P{^j  
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T06(Q[)  
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HJAiQ[m5s  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 PK2;Ywk`  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 fQa*>**j;  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 WT ;2aS:  
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6. 对衍射级次效率的影响 ]!/U9"_e"B  
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粗糙度参数： RJWO h  
 最小特征尺寸：20nm U9:)qvMXe  
 总的调制高度：200nm y8~OkdlN#  
 高度轮廓 g{yw&q[B=  
d^}p#7mB\  
*2X~NJCt  
R!j#  
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 效率 P?h1nxm`'  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 /^.S nqk  
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w{W+WJ  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm {}YA7M:L  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 [Y](Y3/.N  
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h:8P9WhWF  
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 效率 G JRl{Y  
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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。  :RnUNz  
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粗糙度参数： .|O T#"LP  
 最小特征尺寸：40nm ST?{H SCz  
 总调制高度：200nm f]/2uUsg%  
 高度轮廓 kg^0%-F  
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RTc@`m3 M  
<_xG)vwh.  
 效率 be8T<F  
u4Nh_x8\Nr  
H@uu;:l<7A  
sGu.G  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 %P0  
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粗糙度参数： *K|~]r(F?  
 最小特征尺寸：40nm H4y9\ -  
 全高度调制：400nm GmB&TDm  
 高度轮廓 qk<jvha  
K KB+o)*W  
UDG1F_&h  
 效率 9w=7A>.U  
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L/ 7AGR|;C  
 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。 t%Jk3W/f  
,'s}g,L  
7. 总结 SI!A?34  
 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)。 ^{uHph9n
y  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 `D77CC]vU  
 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。 sE[`x^1'8  
 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。 +Hu\b&g  

经典，学下。。。，，