[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。 tKcC{  
vu.?@k@  
1. 建模任务 [7HBn  
4e.19H9  
=T6 ~89  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 8Dtpb7\o  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 )g^qgxnnV  
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2. 建模任务：正弦光栅 F=
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x-z方向(截面视图) (!N2,1|  
6| o S 5  
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光栅参数： T?d}IDv1  
 周期：0.908um gp{C89gP  
 高度：1.15um Ab/JCZNn  
(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) 7NWkN7:B  
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3. 建模任务 %,z;W-#gnY  
/3^XJb$Sa  
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f(blqO.@l  
$oM>?h_=  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 p%sizn  
*s"OqTM]x  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 0%[IG$u)|  
EmrkaV-?k  
7)[Ve1;/N  
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Z1  
4. 光滑结构的分析 7}~w9jK"F  
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N[\J#x!U  
[)jNy_4  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 Me?I8:/  
 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% S2Ez}*plp  
6("bdx;!  
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kqj)&0|X  
5. 增加一个粗糙表面 Pp8G2|bz  
Q4LPi;{\  
tN\I2wm  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 KN657 |f  
 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。 0x5Ax=ut  
l=l$9H,  
=. \hCgq  
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f -F}~S  
0(f+a_2^Q  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 /t7f5mA  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 *w _o8!3-  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 zT6nC5E  
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FNF`Z  
S#8)N`  
6. 对衍射级次效率的影响 %PB{jo  
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粗糙度参数： zz(|V  
 最小特征尺寸：20nm )~R[aXkvY  
 总的调制高度：200nm R?:Q=7K  
 高度轮廓 6=$<R4B  
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 效率 K`9~#Zx$  
k]r4b`x`  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 .(cpYKFX  
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{'M/wT)FeC  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm #'>)?]tn  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 c,;VnZ 9wC  
H.;}%id  
/"k[T  
"~ $i#  
 效率 jR[c3EA ;  
_,(s  
 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。 XK/l1E3N  
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粗糙度参数： TS+jDs  
 最小特征尺寸：40nm >I~Q[  
 总调制高度：200nm obF|;fwPnR  
 高度轮廓 G[ #R1'  
$},XRo&R  
H3R{+7  
NI,>$@{  
 效率 ,qp8Rg|3j  
w{[
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3>L5TYa  
Yq|_6zbYf  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 L(Twclrb  
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e/+.^ '{  
粗糙度参数： T|BlFJ0"  
 最小特征尺寸：40nm dz/@]a  
 全高度调制：400nm EFVZAY"+!;  
 高度轮廓 VvP: }yJ  
l"dXL"h  
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 效率 Nk\ni>Du3  
kBC$dW-  
l\AdL$$Mb  
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C)yw b6  
 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。 j96}E/gF  
C|Gk}  
7. 总结 !^MwE]  
 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)。 6g#yzex  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 &W<9#RPK'  
 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。 B;8Zlm9  
 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。 "y7\F9  

经典，学下。。。，，