[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。 @>z.chM;  
SVa^:\"$[  
1. 建模任务 qg j;E=7  
ar@,SKU'K  
i`i`Hu>  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 P=}l.R*1G  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 :LuA6  
F4=X(P_6  
2. 建模任务：正弦光栅 MZ)lNU l  
+sx(q@  
x-z方向(截面视图) LI-ewea  
7IUJHc?  
O4nA?bA  
光栅参数： fhk(<KZvJ  
 周期：0.908um 1&h\\&ic  
 高度：1.15um 5aVZ"h"  
(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)  2X`t&zg  
E\2f"s  
3. 建模任务 WG3_(mM  
U7LCd+Z5X  
nF-l4=  
 de8xl  
0 Swu]OE  
 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。 7iy2V;}  
[$6YPM>Ee  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 xJ^B.;>  
\1u^?cBd  
~Y1nU-  
OHY|< &*  
4. 光滑结构的分析 [:izej(\  
A'uubFRL2[  
>TGc0 z+  
[$]-W$j+  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ^]/
V-!j  
 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% Wa!C2n
B  
Eg4&D4TGp  
@]]\r.DG  
&?j\=%  
5. 增加一个粗糙表面 16ip:/5  
: t D`e<  
6/0bis H  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Ln4Dq[M  
 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。 ey:%Zy [~  
 ;t/KF"
  
@E> rqI;`  
Fbw.Y6  
f?QP(+M5.  
{(d 6of`C_  
(F#2z\$;  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 V>4v6)N  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 (s51GRC  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 R,l*@3Q  
bhKe"#m|S  
0Fs2* FS  
WuQ;Da0+_F  
6. 对衍射级次效率的影响 XS>( Bu  
$b)k  
OFZo"XtF  
粗糙度参数： 0|mCk  
 最小特征尺寸：20nm bc6|]kB:  
 总的调制高度：200nm Jn\>Sz(96  
 高度轮廓 yi<H }&  
Z>.('  
^HWa owy=  
4@jX{{^6%  
DNRWE1P2bg  
 效率 QOv@rP
/  
e'3y^Vg  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 LKM;T-  
we33GMxHl`  
76cT}l&.h8  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm dSE"G>l8  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 WS\Ir-B  
m :2A[H+  
V?n=yg  
$g }aH(vf  
 效率 ~Vf A  
+-Z `v  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 ;IR.6k$;  
` c"  
粗糙度参数： AK&=/[U>  
 最小特征尺寸：40nm 1P G"IaOb  
 总调制高度：200nm yXCH
Bz6&  
 高度轮廓 z6 .^a-sU5  
5I/lFoy7  
a" L9jrVrw  
CsN^u H
 
 效率 E^m;Ab=  
U,Fyi6{~  
mTLJajE/  
-]Q\G  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 @DSKa`  
V+t's*9o3  

:a9  
粗糙度参数： es<  
 最小特征尺寸：40nm gKtgW&PYm  
 全高度调制：400nm 4B)%I`  
 高度轮廓 bbT$$b-  
}lGui>/D  
uc/W/c u,  
 效率 TQ=HFs ~  
J|`.d46  
R[OXYHu  
e0hY   
)W&{OMr  
 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。 -F MonM  
d0;?GQYn:  
7. 总结 &0xM 2J  
 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)。 n}c~+0`un  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 iUk#hL
LC  
 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。 l2I%$|)d  
 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。 B<0Kl.V  

经典，学下。。。，，