[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。 rVsCJuxI  
Ekrpg^3qp"  
1. 建模任务 A>F&b1  
yGWl8\,j0  
H&F2[j$T  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 +kxk z"fP  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 SI%J+Y7  
oz:J.<j24Z  
2. 建模任务：正弦光栅 <?8cVLW}O  
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x-z方向(截面视图) >2}*L"YC  
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tVX|e2Y  
光栅参数： cMy?&  
 周期：0.908um RN1KM  
 高度：1.15um ]k1
N-/  
(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) _3f/lG?&-  
F/A)2 H_  
3. 建模任务 WRAv>s9  
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lu.xv6+  
Y%]g,mG  
S*3$1BTl  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 2%fkXH<  
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~O  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 ko!aX;K  
k^k1>F}yx  
T_)+l)  
cY~lDLyB  
4. 光滑结构的分析 c-@EHv  
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Z$YG'p{S  
,(c'h:@M  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 FuBUg _h  
 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% #LwDs,J:  
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MD>E0p)  
rHjR 4q  
5. 增加一个粗糙表面 b
%X}{/n  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 `wLmGv+V  
 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。 Dp@m"_1`+  
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JvW!w)$pY  
<lPHeO<^]  
e=u}J%|  
FW<YN;  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 .N#grk)C  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 %=v<3  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 *;.:UR[i  
hM(Hq4ed,  
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6. 对衍射级次效率的影响 N9f;X{  
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粗糙度参数： %o0.8qVJi  
 最小特征尺寸：20nm hA"z0Fszh  
 总的调制高度：200nm a>nV!b\n5  
 高度轮廓 D4GXZX8K  
:4238J8  
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n8e}8.Bu  
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 效率 b@[5xv\J  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 MWc{7,  
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TUd=qnu  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm *icxK  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 fbW#6:Y  
akA C^:F  
v*e=oyx[  
\hZ9in`YlR  
 效率 -Ar 3>d  
"[]72PC  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 * @j#13.  
/E
6Tt  
粗糙度参数： 8,
(5Q  
 最小特征尺寸：40nm ?Wp{tB9N0  
 总调制高度：200nm ps?B;P  
 高度轮廓 Sb
pO<8}8  
C[(Exe  
v~HfA)#JK  
K<tkNWasQ  
 效率 T k>N4yq  
#bLeK$  
eTa[~esu.  
NvlG@^&S  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。  0bk09
4  
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8/E?3a_g-  
粗糙度参数： uBC*7Mkm  
 最小特征尺寸：40nm X<"W@  
 全高度调制：400nm g8w5X!Z  
 高度轮廓 D(<20b,  
J;BG/VI1  
Z$5@r2d)  
 效率 (@?PN+68|  
xlaBOKa%  
D8Vb@5MW  
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#fYz367>  
 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。 mYzq[p_|j  
r0\cgCn
 
7. 总结 GP/3r[MH  
 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)。 ~8EG0F;t  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 p,9eZUGy  
 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。 /z+}xRS  
 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。 dKyX70Zy9  

经典，学下。。。，，