[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。  .fJ*c  
VG#Q;
Xd}  
1. 建模任务 #?m{YT{P  
0>Fqx{!heq  
?'2 v.5TQt  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ){tPP$-i=  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 KO-a; [/  
UB&2f>  
2. 建模任务：正弦光栅 +k rFB?>`  
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x-z方向(截面视图) #Wx=v$"  
BE%Z\E[[m  
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光栅参数： WF)s*$'uz;  
 周期：0.908um dzxI QlP  
 高度：1.15um }jcIDiSu  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) 9cOx@c+/  
5bBCpNa  
3. 建模任务 %O/d4  
ITn;m  
_m7co :  
{_as!5l  
6J;i,/ky  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 ;fx1!:;.  
f+^c@0que  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 qvTJ>FILT  
O#PwRud$  
=phiD&=  
m >hovikY*  
4. 光滑结构的分析 "7?t)FO
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x-4J/tm  
;/aB)JZ5=  
6JWGu/A  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 5U;nhDmM  
 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% +_-Y`O!Q  
 wQw-:f-  
1<ehV VP  
{9'hOi50  
5. 增加一个粗糙表面 *JS"(. '(  

-3`Isv  
QqjTLuN  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 @e={Wy+Vm(  
 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。 LK %K0o  
!?n50  
,W8au"  
X{s/``n  
J5-rp|  
$~TfL{$  
#Wq#beBb  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 3f,u}1npa*  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 i&1U4q  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 tPzM7 n|  
T7ki/hjRb  
V-:`+&S{^  
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6. 对衍射级次效率的影响 9
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BM.-X7)  
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粗糙度参数： jPj2  
 最小特征尺寸：20nm dJaEoF  
 总的调制高度：200nm 2!{N[*)  
 高度轮廓 CR.bMF}  
{QW-g  
E2-ojL[6  
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4 ;^g MI9  
 效率
n~9 i^  
( -xR7A  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 \N4d_fPj  
M,ppCHy/$  
5nY9Ls(e  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm (}sDm~;s  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 Wf_CR(  
8~}s 3j4  
H'D#s;SlR  
`~0P[>|+  
 效率 pEY>A_F  
+tPx0>p;  
 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。 p|b+I"M  
{WIY8B'c  
粗糙度参数： VPdwSW[eM  
 最小特征尺寸：40nm 9=H}yiJz  
 总调制高度：200nm aX:#'eDB  
 高度轮廓 *O!T!J  
bx;yHIRb  
Al=(sHc'  
~v^%ze  
 效率 IPwj_jvw  
e21E_exM0  
/*AJ+K._  
v/]Qq  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 te4F"SEf  
oo;;y,`8py  
kboizJp  
粗糙度参数： .MzOLv  
 最小特征尺寸：40nm wwo(n$!\  
 全高度调制：400nm ~6\& y  
 高度轮廓 ?e"Wu+q~L  
a|8|@,  
0Z@ARMCe|m  
 效率 @gH(/pFX  
(zjz]@qJ  
F\o;t:  
XulaPq  
iTj"lA  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 ,}eRnl
\  
,:Rft  
7. 总结 )>-77\  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 x-w`KFS  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 Lhl$w'r  
 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。 := ]sq}IN  
 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。 MFf05\aDu  

经典，学下。。。，，