[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。 )Q}Q -Zt  
bB*cd!7y  
1. 建模任务 )!G
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D)S_ p&  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 :w4N*lV-  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 J^PFhu  
pQ4HX)<P  
2. 建模任务：正弦光栅 CEzdH!nP  
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x-z方向(截面视图) } ,Dk6w$  
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光栅参数： V;Ln|._/t  
 周期：0.908um VrhHcvnZ  
 高度：1.15um 2<'ol65/c  
(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) K05T`+N,  
N\?__WlBK7  
3. 建模任务 txX>zR*)  
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6Tm7|2R  
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K&"X7fQ  
 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。 ?Ho>  
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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。 I@#IXH?6  
XV)ctF4  
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4. 光滑结构的分析 N+pCC  
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XSh[#qJ  
;W\?lGOs{  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 !g#y$  
 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% K(TejW#  
p^ OHLT  
Wk!<P" nHd  
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5. 增加一个粗糙表面 - _%~b  
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EV|W:;Sg  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Ufor>  
 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。 ^B7Ls{  
w:R#F( 'B  
w:=:D=xH2  
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zzd PR}VG  
WHUl.h  
Q`-Xx  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 {qCFd  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Hoe
W6UV  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 D)Jac@,0  
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{Q.L  
IaO&f<^#o  
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6. 对衍射级次效率的影响 3`NSSS  
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粗糙度参数： g+?2@L$L  
 最小特征尺寸：20nm
&!wtH  
 总的调制高度：200nm xNLgcb@v>  
 高度轮廓 p+7#`iICE  
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M<Dvhy[  
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 效率 HLc3KYIk  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 p$*
P@qm  
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W?[ C au-  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm :" JEC'  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 J?hs\nA  
p )WRsJ8  
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o/=61K8D  
 效率 nAX/u[  
Q6N?cQtOT  
 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。 w")m]LV  
4C*0MV  
粗糙度参数： 6(E
R$  
 最小特征尺寸：40nm ;w._/  
 总调制高度：200nm ' hdLQ\J  
 高度轮廓 ]M~7L[  
JLg/fB3%  
v0T?c53?  
:EH>&vm  
 效率 .;(a;f+{;  
=CjWPZShV  
E[BM0.#bZ  
JcfGe4  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 J-5kvQi8  
IfY?P(P  
nEbZ8M  
粗糙度参数： B^{~,'  
 最小特征尺寸：40nm `f<w+u  
 全高度调制：400nm ]]y,FQ,r  
 高度轮廓 6l2Os $  
b S'dXP  
0vMKyT3 c  
 效率 *uKYrs [  
a^Q ?K\c4N  

[e{D  
t oM+Bd:Y  
gN*b~&G  
 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。 Q9;VSF)  
uh>"TeOi  
7. 总结 t%@u)bp  
 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)。 +G,_|C2J
 
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 |Nadk(}  
 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。 . K_Jg$3  
 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。 ,?+uQXfX
R  

经典，学下。。。，，