[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。 C(S'#cm  
wg ^sGKN  
1. 建模任务 ktnuNsp  
K6y :mJYp\  
{)DHH:n  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Wf>zDW^"R  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ";BlIovT=R  
f?oa"  
2. 建模任务：正弦光栅 c;{Q,"9U  
RE}?5XHb  
x-z方向(截面视图) ;WgJ<&33  
ub7zA!%  
DKfE.p)  
光栅参数： *"WDb|PBb  
 周期：0.908um cKN$ =gd  
 高度：1.15um vgD {qg@  
(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) [v$0[IuY,  
"oWwc zzO  
3. 建模任务 !E,A7s  
7Q7-vx  
994`ua+  
M(RZ/x  
`
L>  
 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。 <WjF*x p  
fR)m%m  
 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。 o[v\|Q`d  
$KUos+%  
ONx(]  
rm4.aO~-F  
4. 光滑结构的分析 hdnTXs@z  
!iH-#B-
 
:[\v  
1^_U;O:I  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 LUH"  
 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% 9Q(+ZG=JkV  
ZIPl7tTw  
.~Fp)O:!  
fBgEnz/  
5. 增加一个粗糙表面 nt;haeJ  
_$wmI/_JM  
<c)+Fno[E_  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 %uJ<M-@r=u  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 ^zEwA  
L f"i !  
2H/Z_+\  
y_*PQZ$c<  
W?0 lV5/  
T<JwD[(  
( {1e%  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 !O.[PH(,*  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 >ELlnE8  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 nL$x|}XAcj  
d)@<W1;  
u5 {JQO  
7M<'ddAN  
6. 对衍射级次效率的影响 |+35y_
i6  
%FS$zOsgGK  
j.*VJazb;  
粗糙度参数： XYS'.6k(  
 最小特征尺寸：20nm %1.]c6U  
 总的调制高度：200nm FP0G]=ME  
 高度轮廓 R+nMy=I%8  
MZTx:EN!  
R)M_|ca  
)I^2k4Cg"  
is1's[  
 效率 f;&]:2.j  
%V1Z~HC  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 <V7>?U l  
a 4=N9X  
%r-V2)  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm %]gn?`O  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 H;U)b{  
iT;@bp  
 t^xTFn  
tG8jFou  
 效率 FuUD 61JHY  
%.<H=
!$  
 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。 uQ=^~K:Z~  
HJ2*y|u  
粗糙度参数： o]ag"Q  
 最小特征尺寸：40nm \S*$UE]uG  
 总调制高度：200nm
h)6GaJ=  
 高度轮廓 ) c/% NiN  

?;wpd';c  
$`8Ar,Xz`  
9%iUG(DC  
 效率 "+z?x~rk  
kM'"4[,nz  
?E9DXg  
N7b1.]<  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 28hHabd|  
!" JfOu  
7R3fqU.Rq  
粗糙度参数： nLwiCfe  
 最小特征尺寸：40nm kW`r=u  
 全高度调制：400nm zP:cE  
 高度轮廓 L>!8YUz7p$  
uk9g<<3T  
}m/RZP~=  
 效率 &SAH2xR  
Ku/~N#  
F$Ca;cP"  
$s4Wkq  
;uqx@sx ;  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 [k[u*5hP|F  
mv atUe  
7. 总结 x$wd O  
 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)。 6AvHavA^Y  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 >S1)YKgz  
 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。 `gpQW~*R-;  
 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。 tp:\j@dB  

经典，学下。。。，，