[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。 FWD9!M
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1. 建模任务 m{V
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)<3WVvB  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 E6@+w.VVO  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 "`&?<82  
PE4{;|a }  
2. 建模任务：正弦光栅 e?f[t*td  
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x-z方向(截面视图) ;9prsvf  
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光栅参数： pq4+n'uO  
 周期：0.908um c)$/Uu  
 高度：1.15um :$94y{  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) &"L3U  
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3. 建模任务 g@1MImc'!  
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xE0+3@_>>  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 1p{\jCi,2  
Kh5:+n_X  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 Rf8|-G-}#  
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4. 光滑结构的分析 ZN
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 9VP|a-  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% NIYAcLa@n8  
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5. 增加一个粗糙表面 )Wc#?K  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 |5Z@7  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 "+7~C6[s  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 <xc"y|7X  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 O81})r*Y  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 Nzr zLK  
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6. 对衍射级次效率的影响 B8;ZOLAU  
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粗糙度参数： l "d&Sgnj  
 最小特征尺寸：20nm Mg;;o  
 总的调制高度：200nm )6!SFj>.O  
 高度轮廓 N;s
sO,  
/n:s9eq  
f\|33)k  
ch< zpo:  
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 效率 Ebp8})P/~  
G\Sd!'?p  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 W_kJb  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 8n2*z  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 "-I>  
I.\u2B/?  
EJL45R>  
;r`[6[AG  
 效率 6!+"7r6  
_ sM$O>  
 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。 fC(lY4,H3R  
N%>/ e'(  
粗糙度参数： :*4yR
46  
 最小特征尺寸：40nm ~6@~fhu  
 总调制高度：200nm F\>`j  
 高度轮廓 @^`f~0#:  
2
Ie50U  
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 效率 deTUfbd'  
c) 1m4SB@  
Lmj?V1% V  
~~kIA"U  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 W+1V&a}E  
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粗糙度参数：
sp
FsrB  
 最小特征尺寸：40nm E{lq@it32p  
 全高度调制：400nm 4W^0K|fq  
 高度轮廓 oYOf<J  
(|bht0  
pY-izML  
 效率 Ry/NfF=  
8/=[mYn`-  
^3*gf}  
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s-k-|4  
 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。 )vy<q/o+  
Sqfa,3?L  
7. 总结 -
FE)  
 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)。 )w/f 'fq  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 d6(qc< /!r  
 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。 }eB\k,7L  
 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。 p>R F4  

经典，学下。。。，，