[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。 ?0[%+AD hM  
Zpb3>0<R  
1. 建模任务 Xki/5roCQ|  
eV9:AN}K=  
"G6d'xkP  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Zz?+,-$_*&  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 m_rRe\  
' 1P_*  
2. 建模任务：正弦光栅 8x,;B_Zu  
fbuop&FN+q  
x-z方向(截面视图) .v1rrH?  
5tq$SF42X  
p6=#LwL'  
光栅参数： iXl1S[.l  
 周期：0.908um Ur&: Rr  
 高度：1.15um "6KOql3  
(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) /u:Sn=SPd  
-m'a%aog  
3. 建模任务 |xKB><  
I}:>M!w  
'3hvR
4P  
bMSF-lQ  
M!X@-t#  
 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。 $ @1&G~x  
y Fp1@*ef  
 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。 bjT0Fi0-  
8#Z$}?W  
_4E+7+  
=Fj:#s  
4. 光滑结构的分析 ?J6hiQvL  
Jb tbW&EH  
W2^eE9  
.{x5(bi0S  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 R2J3R5S=[  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% .!6ufaf$  
x~{m%)I  
IBF>4qm"  
` jUn  
5. 增加一个粗糙表面 YYM  
A1'IK.  
@~N#)L^  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 }<Me%`x"  
 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。 wK\SeX  
q?0
goL  
0?`#ko7~d  
a9qZI  
O-'T*M>  
5j}@Of1pd  
A6U6SvM;  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 5rcno.~QO  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 4PF4#  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 X|q0m3jt  
Z'j<wRf  
Sqge5v  
<kM%z{p  
6. 对衍射级次效率的影响 q;AQ6k(  
m76]INq  
'V>+G>U  
粗糙度参数： OB^  
 最小特征尺寸：20nm -OW$  
 总的调制高度：200nm {Y/  
 高度轮廓 6/n;u{|  
_j2`#|oG  
Ud9\;Qse  
V
\xQM;  
~G$OY9UC  
 效率 \C6m.%%={R  
bQ4 }no0  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 +I~?8*  
Bh.'%[',  
nbRg<@  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm \G"/Myi  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 q
>X:z0H  
V,"'k<y  
}hf*Jw  
s1FBz)yCY=  
 效率 y7Ub~qU  
^49moC-  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 "LWp/  
GJ$,@  
粗糙度参数： Y\=:j7'  
 最小特征尺寸：40nm ~@O4>T+VW  
 总调制高度：200nm hh{liS% 10  
 高度轮廓 e8#3Y+Tc  
E}GSii%S  
O*PHo_&G  
.`p_vS9  
 效率 yUG5'<lX  
t5qAH++axN  
0T5>i 0/  
",+uvJT1O  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 }:irjeI,  
r]S9z  
IY:O?M  
粗糙度参数： +OmSR*fA0  
 最小特征尺寸：40nm 5a&wM  
 全高度调制：400nm 4s8E:I=K  
 高度轮廓 mc=*wr$  
_7<U[63  
Y[DKj!v  
 效率 `3KprpE8v  
?uN(" I  
._3NqE;
 
Dfo9jY
Pf  
Gpu?z-)  
 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。 YMd&+J`  
l.juys8s  
7. 总结 QhUraZ  
 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)。 H-W)Tq_?-  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 x
(`$D  
 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。 \2,18E  
 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。 {Jc!T:vJ  

经典，学下。。。，，