[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。 '*K}$+l  
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1. 建模任务 AG?cI@',  
h$3o]~t  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Rs*]I\  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 xz5V.  
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2. 建模任务：正弦光栅 OEMYS I%  
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x-z方向(截面视图) l\+^.ezD  
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光栅参数： =QG@{?JTl  
 周期：0.908um SvE3E$*  
 高度：1.15um pGS!Nn;K2  
(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) `x
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3. 建模任务 {,V.IDs8[  
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 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。 LBO3){=J  
~< ~PaP$=\  
 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。 D}.Pk>5  
Fog4m=b`g  
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4. 光滑结构的分析 u`K)dH,  
W|C>X=zTi  
k9]M=eO  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 c*fMWtPp  
 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% &`]
Lg?J  
DcjF$E  
32#|BBY  
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5. 增加一个粗糙表面 :.2Tcq  
c:[z({
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 qeM`z  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 pK_n}QW  
r .&<~x  
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nw.,`M,N  
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VR5CRNBJ  
6A$ Y]u  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 ?o0ro?9j  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 $9~6M*  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 "`va_Mk  
l*l?aI  
F},#%_4  
*!mT#Vm^  
6. 对衍射级次效率的影响 Oq[2<ept  
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粗糙度参数： _lK+/"-l  
 最小特征尺寸：20nm "xr=:[n[  
 总的调制高度：200nm
\Uz7ar#,  
 高度轮廓 sN"JVJXi  
PM(M c]6  
-a^%9 U  
}KEL{VUX  
G@.TE7a2Z  
 效率 \ytF@"7  
KR49Y>s<  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 \w6A-daD0  
PN(P$6
 
T(@J]Y-  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm sWG_MEbu  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 -gq,^j5,  
%I`%N2ss  
o.o$dg(r!  
Q;h6F{i  
 效率 R&vV!d  
K[j~htC{I"  
 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。 i(hL6DLD  
Qp?+G~*  
粗糙度参数： jV)4+D
 
 最小特征尺寸：40nm $vC}Fq  
 总调制高度：200nm 3EVAB0/$  
 高度轮廓 ;ZasK0  
NKX,[o1  
1:.I0x!  
m-wK8]t9  
 效率 u`ezQvrcy  
_ Vo35kA  
]-2Q0wTj  
t[|aM-F&>  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 L-,C5^  
>508-)'  
eBN!!Y:7  
粗糙度参数： u]<_6;_  
 最小特征尺寸：40nm 'ZiTjv]  
 全高度调制：400nm CAJ]@P#Xj+  
 高度轮廓 rFJPeK7  
R?Dc*,  
'v~%rhq3  
 效率 lL$no7HBy  
#X`qkW.T<  
Wcf;ZX
  
==ZL0 ][  
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 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。 K|ZB!oq  
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7. 总结 "<=HmE-;  
 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)。  y
h'uH  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 R2Y.s^  
 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。 yh'P17N|q  
 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。 VUQx"R9-  

经典，学下。。。，，