[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。 |>'.(
 
W{El^')F  
1. 建模任务 8*bEsc|  
c>$PL
O^  
e=H,|)P  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 /%9Ge AAs  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。
7A,lQh  
:-[y`/R  
2. 建模任务：正弦光栅 V7gv@<1<y  
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x-z方向(截面视图) HxAN&g*:  
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RE<s$B$[  
光栅参数： Y[R;UJE`5  
 周期：0.908um $bCN;yE  
 高度：1.15um rYKGBo8"  
(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) xwJ.cy  
63NhD  
3. 建模任务 pYBY"r  
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'JpCS  
LkwjEJQf  
 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。 $[6]Ly(F)  
ll^#I/  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 }o:sU^Pwa  
9j8<Fs0M  
HZl//Uq  
2mt S\bAF  
4. 光滑结构的分析 dRGgiQO  
FhFP M)[  
*dpKo&y  
-tH^Deo  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 %+bw2;a6  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% 6>d0i S@R  
5*hA6Ex7  
45(n!"u65  
tj1M1s|a  
5. 增加一个粗糙表面 V"u .u  
N]|P||fC  
t,IQ|B&0  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Oh'C[  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 2)F~  
K9=f`JI9  
+#RqQ8\  
T\OpPSYbl  
+d289"  
}1BpIqee  
nsjrzO79L8  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 Y7GHIzX  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 G9AQIU%ii  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 =}1m.  
sIz*r Gz  
*t_JR  
!g2~|G  
6. 对衍射级次效率的影响 pRc<U^Z.h  
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粗糙度参数：  )k6O  
 最小特征尺寸：20nm =;m
;r!,K  
 总的调制高度：200nm )Rj,PF-9Z[  
 高度轮廓 8-geBlCE,  
48g`i  
4iC=+YUn  
TO]7%aB  
eZvG  
 效率 {Q/_I@m].  
E,gpi  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 @q++eGm\Q  
q'CtfmI`r=  
'FC#O%l  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm !McRtxq?~  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 )mh,F#"L  
ATkx_1]KM-  
qGhwbg  
?L(y8b}F(  
 效率 17) `CM$<[  
a[hQ<@1O  
 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。 0`~#H1TK  
sV$Zf `X)  
粗糙度参数： ?:c:D5N  
 最小特征尺寸：40nm th]pqhl>  
 总调制高度：200nm F&)(G\  
 高度轮廓 8iXt8XY3  
2|:x_rcj  
%WO4uOi:@  
b6ui&Y8z  
 效率 ]`T*}$|  
f6U i~  
c?7Wjy  
DUlvlQW  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 [`_-;/Gx2  
|L%d^m  
>O/1Lpl.3  
粗糙度参数： 3.@I\p}  
 最小特征尺寸：40nm -;W`0k^  
 全高度调制：400nm Vohd d_x  
 高度轮廓 1azj%WY  
@zq]vX-A_  
DQyy">]Mh  
 效率 (GB*+@  
qJ%AbdOI8  
/6Olq6V  
2x<4&^  
7J[s5'~|  
 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。 j@C*kj;-  
r"_SL!,^  
7. 总结 ^Y?Y5`!Q  
 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 TA\6a}  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 kcio]@#  
 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。 Gf\u%S!%  
 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。 ' i<}/l  

经典，学下。。。，，