[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。 V.;:u#{@-Q  
PM~bM3Ei  
1. 建模任务 _&W0e}4  
iD%qy/I/  
E7rX1YdR  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 [#7y[<.P  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 i^je.,Bi  
rGTWcJ  
2. 建模任务：正弦光栅 ,3:QB_  
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x-z方向(截面视图) yDd=& T   
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%S{o5txo  
光栅参数： sL)Rg(rkx  
 周期：0.908um ^pJ0nY#c  
 高度：1.15um xe(MHNrj  
(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) \4OK!6LkI  
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3. 建模任务 myD{sE2A  
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z8b _ _%Br  
q^u1z|'Z  
 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。 ER{yuw  
mH'\:oN  
 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。 NtHbwU,  
xC)7eQn/R  
^[en3aQ  
NeY"6!;k  
4. 光滑结构的分析 :OHSxb>[  
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<E"*)Oi  
'#H&:Htm;L  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ]X*YAPv  
 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% KZECo1  
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O-Dc[t%  
5. 增加一个粗糙表面 !2(.$}E  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 9KXym
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 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 9 >%+bA(  
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BjYOfu'~z  
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}bp.OV-+  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 <p09oZ{6  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 gTnS[  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 Im6U_JsNZh  
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6. 对衍射级次效率的影响 :aH%bk  
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粗糙度参数： F%}7cm2  
 最小特征尺寸：20nm Uh*@BmDA  
 总的调制高度：200nm N^lAG"Jao[  
 高度轮廓 u-kZW1wrQ  
_1P`]+K\D$  
x=h0Fq,T  
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 效率 X3AwM%,!  
V#NtBreN  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 |<1M&\oaQ'  
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X CzXS.  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm bGu([VB  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 !f`5B( @  
w?_`/oqd|  
};^}2Xo+  
W]zw
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 效率 )L >Q;'  
vnL?O8`c  
 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。 J]dW1boT@  
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粗糙度参数： [T-*/}4$  
 最小特征尺寸：40nm 5*Btb#:  
 总调制高度：200nm }YRO'Q{  
 高度轮廓 5~QTg  
_\UIc;3Gl  
!O8.#+  
Gp8psH  
 效率 gX_SKy  
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9;x  
:s]\k%"  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 3[.3dy7,Z  
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粗糙度参数： _CL
{IY  
 最小特征尺寸：40nm 6`Lc
s
  
 全高度调制：400nm $cu]_gu  
 高度轮廓 :Pf>Z? /d  
_-RyHgX  
d+e0;!s~O  
 效率 6^ab@GrN\  
>x*)GPDa  
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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。 "|hlDe<  
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7. 总结 ~5T$8^K  
 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)。 Cg^:jd  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 }2=hd..  
 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。 5aG5BA[N  
 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。 03Ukw/D&  

经典，学下。。。，，