[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。 y<uE-4
 
htg'tA^CtS  
1. 建模任务 t;XS;b%  
TA9dkYlE/  
| /#'S&!U  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 WFpl1O73  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 |lHFo{8"  
GFY-IC+fc  
2. 建模任务：正弦光栅 WnO DDr  
I~'gK8<e7  
x-z方向(截面视图) d'q;+jnP  
Ebbe=4  
|Rk37P{  
光栅参数： FP@A;/c  
 周期：0.908um |N6m
TB2  
 高度：1.15um zCM^r <Kr  
(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) g` kZT} h  
ec`>KuY  
3. 建模任务 5#BF,-Jv  
7ozYq_ $  
C*]AL/  
c_[ JjG^?P  
hF9B?@n?B  
 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。 wz)m{:b<  
cnC_#kp  
 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。 yvS^2+jW  
i~ROQMN1  
4KZSL:A  
w8U2y/:>  
4. 光滑结构的分析 tc5M$b3^2  
7ia"
u+Y  
#[C< J#;  
e=-YP8l  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 *;Ak5.du  
 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% 4'_L W?DS  
Za34/ro/T  
Sq.9-h%5  
Y]?Kqc  
5. 增加一个粗糙表面 dV$3u"9  
E]1\iV  
iczs8gj*  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 a_xQ~:H  
 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。 |F3vRt@  
R<_mK33hd  
uFMs^^#  
f*UBigk  
D1"1MUSod  
-%saeX Wo  
1g+LF[*-~  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 VvzPQk  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 $Gr4sh!cE  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 (}VuiNY<3  
]w5ji  
[))gn  
Y#GT*V  
6. 对衍射级次效率的影响 t- !h X/  
}3bQ>whF  
3`mC"ab /  
粗糙度参数： S6=\r{V  
 最小特征尺寸：20nm pq%t@j(X  
 总的调制高度：200nm Bb$S^F(Xq  
 高度轮廓 o:p{^D@#k  
Q1]V|S;)X  
-Mit$mFn  
+>n.T  
ajf_)G5X P  
 效率 K'>P!R:El  
/W7&U =d9  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 V6A5(-%`y  
h[vAU 9f)  
?*B;514  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm $%lHj+(  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 _SU,f>  
Ir'DA_..  
c%o5E%  
_Y}^%eFw  
 效率 w@<<zItSo  
9aW8wYL~b  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 8^&fZL',  
\ x>NB  
粗糙度参数： eh8<?(eK  
 最小特征尺寸：40nm |DdW<IT
`0  
 总调制高度：200nm 3JwSgcb  
 高度轮廓 Yj|c+&Ng  
C.DoXE7  
%D%e:se  
1\"BvFE*E~  
 效率 AX!Md:s  
h8Dtq5t4  
M%nZu{  
#
d7)$ub  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 rd f85%%7  
{
EiG23!qV  
RXCygPT   
粗糙度参数： ur,V>J<5A  
 最小特征尺寸：40nm ?dATMmT-  
 全高度调制：400nm [kU[}FT  
 高度轮廓 x3:ZB  
J:M<9
W  
URj% J/jD  
 效率 +4p2KYO  
?Mgt5by
 
M[&.kH  
O~c+$(  
am)J'i,  
 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。 Lt#:R\;&  
btkMY<o7  
7. 总结 <3J=;.\6  
 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)。 =qVAvo'  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 k_.j%  
 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。 -&HoR!af  
 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。 `zV-1)=  

经典，学下。。。，，