[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。 Cz9MXb]B  
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1. 建模任务 6f ?,v5  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 WBm)Q#1:  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 QgQ$>  
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2. 建模任务：正弦光栅 ~{vB2  
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x-z方向(截面视图) g]`YI5  
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光栅参数： p?4[nS-,  
 周期：0.908um ZrZDyXL  
 高度：1.15um eR6vO5to  
(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{"hf:k  
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3. 建模任务 fBv: TC%  
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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。 Fkq^2o ]  
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 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。 |5X[/Q*K`W  
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 Y#~A":A  
4. 光滑结构的分析 e"NP]_vh,  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 c<MF:|(
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 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% 8UqH"^9.Q7  
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5. 增加一个粗糙表面 "d0=uHd5\  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 IOdxMzF`m  
 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。 n_9Ex&?e  
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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)。 ~&Ne P  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 _N^w5EBC]  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 W{tZX^|  
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6. 对衍射级次效率的影响 fi`\e W  
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粗糙度参数： qxu3y+po]  
 最小特征尺寸：20nm L+<h5>6  
 总的调制高度：200nm liH#=C8l*%  
 高度轮廓 ]7Sf)  
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 效率 4_U
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 7H< IO`  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm p'2IlQ\  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 jga\Ry=nw  
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 效率 Wtcib-  
8{2  
 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。 ;..z)OP
_  
2J&~b8:  
粗糙度参数： x0(bM g>7  
 最小特征尺寸：40nm 2*z~'i  
 总调制高度：200nm Xi[]8o  
 高度轮廓 E(|A"=\  
fPUr O  
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A`f"<W-m  
 效率 F
w\Z[nh  
cVL|kYVWT  
Zdqm|_R[  
{eaR,d~X  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 f/#Id]B  
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NOXP}M  
粗糙度参数： DMG~56cTO,  
 最小特征尺寸：40nm '!7>*<  
 全高度调制：400nm 208^Yu  
 高度轮廓 U,EoCAm>  
S1U0sP@o  
Nb&j?./  
 效率 ya8p 4N{_  
S7f.^8  
VbvP!<8  
_90D4kGU  
w>^(w<~Y  
 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!&W}_@l  
BA2"GJvfIA  
7. 总结 HdqB B
  
 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)。 .s*N1 U?h  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ?o;ip  
 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。 WK`o3ayH-  
 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。 VGeTX 4h  

经典，学下。。。，，