[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。 HyKvDJ 3_  
"M.\Z9BCt  
1. 建模任务 ,DUD4 [3  
3ZO\Pu  
,tt]C~\u  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 s+{)K  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 nH*JR  
L+s3@C;b  
2. 建模任务：正弦光栅 #l kv&.)x  
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x-z方向(截面视图) 'CiV=&3/  
@J"Gn-f~  
$j?zEz  
光栅参数： Y.9s-g  
 周期：0.908um +AGI)uQQ  
 高度：1.15um N#(p_7M  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) y\M]\^[7  
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3. 建模任务 F
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 bb@@QzR  
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 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 9"T&P_   
Bf {h\>q  
{G _ :#cep  
J9+<9g4-t  
4. 光滑结构的分析 .UJp#/EHs  
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3X~|  
''Lf6S`4X~  
Tf[o'=2  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 hzG+s#  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% Mi+<|5is  
PtR8m=O  
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OAGI|`E$/-  
5. 增加一个粗糙表面 X@:[.eI~  
z"[}Sk  
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B+{vuN*L  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 46p%y  
 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。 r$7zk<01  
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IrIF 853g  
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FVi7gg.?  
3<c_`BWu  
 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= PAu  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 gaBVD*>  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 C"X; ,F<  
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6. 对衍射级次效率的影响 J0%e6{C1  
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粗糙度参数： Z4@%0mFll  
 最小特征尺寸：20nm 0m`{m'B4n  
 总的调制高度：200nm J 'qhY'te  
 高度轮廓 1m c'=S{  
@nPXu2c?u7  
Y/|wOm;|
 
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G]DSwtB?D  
 效率 86_`Z$ s  
Zndv!z  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 gGdt&9z %  
-Y?C1DbKz  
fWutB5?P  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 9/LnO'&-  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 J%|n^^ /un  
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 效率 Z+3j>_Ss  
295
U<  
 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。 @)iAV1r"  
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粗糙度参数： 0vi)my;!  
 最小特征尺寸：40nm # Vq"Cf  
 总调制高度：200nm dc]D 8KX  
 高度轮廓 b@p3iq:  
T^b62j'b5_  
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R]d  
 效率 ` D9sEt_/  
,o?yS>L_r  
*F_ dP
  
FF}A_ZFY  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 x{|`q9V~ N  
{(00,6M)i  
udld[f.  
粗糙度参数： ,sk0){rW  
 最小特征尺寸：40nm ";>>{lYA.  
 全高度调制：400nm BZdryk:S  
 高度轮廓 < .\2Ec  
S|_}
0  
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q-4IG(  
 效率 O)Wc\-  
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C{5^UCJkg  
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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。 -nsI
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z}gfH|  
7. 总结 rB<za I\V  
 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)。 d^.@~  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 r6u) 6J=  
 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。 4ne95_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。 Gs0x;91  

经典，学下。。。，，