[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。 JbQY{z!  
F\|4zM  
1. 建模任务 OA(.&5]  
O?c
U6u;W  
QodWUbi'&  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Z!7
xRy  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 -'SA&[7dP  
Ks@cwY  
2. 建模任务：正弦光栅 1<5Ug8q  
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x-z方向(截面视图) VCJOWUEO1  
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光栅参数： P;mp)1C  
 周期：0.908um i^V(LGQF  
 高度：1.15um wy0?*)~  
(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) S!+>{JyQ  
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3. 建模任务 Kf*Dy:e  
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HD/!J9&  
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N5h9){Mx  
 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。 a@d 15CN  
aWJj@',_  
 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。 X2rKH$<g  
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f-71`Pyb  
l`i97P?/W  
4. 光滑结构的分析 e}S+1G6r)  
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TlRc8r|  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 F= %A9b_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% e,MsF4'  
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5. 增加一个粗糙表面 oPM*VTMA  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 l-l7jq]R  
 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。 8.Y|I5l7G  
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46Sz#^y P  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 va'F '|  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 FutS  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 W>)0=8#\  
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6. 对衍射级次效率的影响 C?T\5}h  

Cl]?qH*:  
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粗糙度参数： 4]ni-u0*  
 最小特征尺寸：20nm m(6d3P  
 总的调制高度：200nm A>1$?A8Q  
 高度轮廓 q`b6if"  
;54NQB3L  
vjlN@ "  
'#Au~5  
?YLq iAA  
 效率 $2?AJ/2r$b  
,0.kg  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 czuIs|_K*  
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YcN|L&R.  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ]HuB%G|t1V  
 总调制高度：400nm 高度轮廓  JhFbze>  
j)?M  
C,Nf|L((6  
+*]$PVAFA  
 效率 pOc2V  
VAz4@r7hkq  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 gHrs|6q9  
>+P}S@  
粗糙度参数： gwRB6m$  
 最小特征尺寸：40nm 30!DraW8  
 总调制高度：200nm =cS&>MT  
 高度轮廓 fY[Fwjj3  
Z~~6y6p  
_SAM8!q4,  
L7-BuW}&  
 效率 Mw/9DrE7/  
IR6W'vA  
d_@ E4i  
CO='[1"_5  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 o utJ/~9;  
$nO~A7  
N3n]  
粗糙度参数： \yr9j$  
 最小特征尺寸：40nm \9)5b8  
 全高度调制：400nm rx1u*L  
 高度轮廓 CUu Owx6%  
SIJ7Y{\
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9|1msg4  
 效率 :>0ywg  
e= IdqkJ%  
}=[p>3Dd  
s6,~JF^  
*#T: _  
 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。 dLiiJ6pl*  
-tj#BEC[H(  
7. 总结 (p-q>@m  
 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)。 i1vz{Tc  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 _QL|pLf-  
 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。 EZ)b E9  
 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{zS K$N  

经典，学下。。。，，