[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。 ;zJb("n  
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1. 建模任务 >;I8w(  
X?'cl]1?  
A+RW=|:  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 =4eJ@EVM  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 .g*N+T6O  
m}wn+R  
2. 建模任务：正弦光栅 *I(6hB  
"5V;~}=S  
x-z方向(截面视图) W]oD(eZ  
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(NvjX})eh  
光栅参数： `xBoNQai  
 周期：0.908um OKMdyyO<l  
 高度：1.15um gPKf8{#%e  
(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) r&E gP  
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3. 建模任务 qS+;u`s  
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8D )nM|  
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zkRAul32|  
 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。 \s*M5oN]]  
/9R0}4i7  
 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。 Xk4wU$1F  
}#ZRi}f2VJ  
1<BKTMBq?{  
@-)?uYw:r  
4. 光滑结构的分析 <t"T'\3  
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Qfm$q~`D^W  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 A7X a  
 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% Zt!#KSF7%  
A O:F*%Q u  
lr>NG,N  
[ey# ,&T  
5. 增加一个粗糙表面 wSjDa.?'  
e3 v^j$  
"u^Erj# /  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 1jg* DQ7L  
 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&4nf/sE  
t<8)h8eW  
d{7ZO#E  
PeIx41. +s  
7\ _MA!:<  
kg^0%-F  
j
Kml:)k  
 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 []ad"R  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 R
2Tt6  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 0/)2RmF  
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MI`qzC*%  
h< r(:.%!}  
6. 对衍射级次效率的影响 M1/d
7d  
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粗糙度参数： fmuh9Z  
 最小特征尺寸：20nm unFRfec{  
 总的调制高度：200nm ^N/d`IAjv  
 高度轮廓 ,&UKsrs_  
bSsg`  
6MVu"0#  
9)oi_U.  
B"_O!  
 效率 M3jUnp&  
gE6'A  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 @ual+=L  
4Im>2)  
"QnYT3[l"  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ,MXU]{  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 |cU75 S1  
I<#X#_YP  
s/7Z.\  
fd )v{OC  
 效率 +aOdaNcI  
3jAr"xc  
 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。 d1cp=RbC  
fxd+0R;f  
粗糙度参数： Vc9rc}  
 最小特征尺寸：40nm s\;/U|P_  
 总调制高度：200nm -0^]:  
 高度轮廓 g!XC5*}  
v[Q)L!J1  
 T01Iu  
-P}A26qB  
 效率 %M iv8  
1sHjM%  
6k t,q0  
wyy 1M+  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 *a Z1 4  
9ngxkOGx  
8oJl ]  
粗糙度参数： 9vV==A#  
 最小特征尺寸：40nm !mxH/{+|n  
 全高度调制：400nm bG]0|  
 高度轮廓 inaO{ny y  
n<C] 6H  
["D!IqI:  
 效率 N6._Jb  
Z[nHo'  
n[Q(q[ULV  
+0&^.N
 

G%I .u  
 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。 rQ.zqr  
nB`|VYmOP1  
7. 总结 q}t]lD %C  
 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)。 z,aMbgt  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 N-K/jY  
 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。 }i8y/CA  
 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。 *\XOQWrF  

经典，学下。。。，，