[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。 %w6> 3#e  
~$!eB/6ty  
1. 建模任务 _(J- MCY\  
M+)%gnq`u  
1:q55!b  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ?2_u/x  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 NQ@ EZoJ  
\9@*Jgpd6*  
2. 建模任务：正弦光栅 w&`gx6?-na  
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x-z方向(截面视图) ldanM>5  
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光栅参数： /Eh\07p  
 周期：0.908um H&3VPag  
 高度：1.15um y%}Po)X]f  
(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) k;;?3)!  
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3. 建模任务 _6^vxlF  
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/M v\~vg$1  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 m$pXe<  
zrRt0}?xl  
 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。 T!(I\wz;Bo  
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V4/P  
4. 光滑结构的分析 7$,["cJX  
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w v9s{I{P  
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XE  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 1K09iB  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% 1fViW^l_  
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5. 增加一个粗糙表面 @<W"$_r-  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 s3/->1#i  
 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。 )&se/x+  
H Y.,f_m  
onG,N1`+  
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o@EV>4e y  
kOFEH!9&  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 _ nS';48  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 HR.S.(t[_  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 XMa(XOnX  
oel3H5Nz  
<LzN/I aJ  
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6. 对衍射级次效率的影响 I;uZ/cZ|/  
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粗糙度参数： fnL!@WF  
 最小特征尺寸：20nm K&D -1u  
 总的调制高度：200nm &,{cm^*  
 高度轮廓 g3e\'B'  
q fadsVp  
^p|@{4f]  
TnPdpynP  
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 效率 .6(Bf$E  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 W{=>c/  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 1a/@eqF''  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 Ndx.SOj  
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lv&<kYWY  
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 效率 9)aXLM4Y  
6.KR(V  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 _BHb0zeot  
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粗糙度参数： n
#,AZ&  
 最小特征尺寸：40nm )I.[@#-  
 总调制高度：200nm 9p>3k&S  
 高度轮廓 [AE]0cO@  
w/h?, L|  
xI}]q%V  
JgYaA*1X  
 效率 hb_YdnG  
3AX/A+2  
G?'L1g[lc  
,Z&"@g  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 PO<4rT+B  
JS!rZi  
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粗糙度参数： 5<,}^4wWZ  
 最小特征尺寸：40nm @xSS`&b  
 全高度调制：400nm pYceMZ$  
 高度轮廓 /G G QO$'  
;gK+AU  
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 效率 $N+a4  
LPO3B W  
H.|FEV@  
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]*ZL>fuD|  
 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。 B~caHG1b  
Mf/zSQk+  
7. 总结 [=S@lURzm@  
 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)。 %89f<F\V  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 I$9t^82j  
 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。 ?9 :{p  
 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。 cl^wLC'o  

经典，学下。。。，，