[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。 k'QI`@l&l  
>cJix 1  
1. 建模任务 SMonJ;Y  
,+~8R"  
{>g{+Eq  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 xu\s2x$  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 R"W5R-  
"zj[v1K9-A  
2. 建模任务：正弦光栅 OYSq)!:  
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x-z方向(截面视图) jh(T?t$&  
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nbY~j$A=  
光栅参数： L>LIN 1
A  
 周期：0.908um Fs"i fn0  
 高度：1.15um ^hNl6)hR  
(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) MX? *jYl  
D%L^[|)c\s  
3. 建模任务 ;*QK^#  
DSQ2|{   
(@->AJF1\  
oR7[[H.4  
FY<Q|Ov  
 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。 \HXq~Y  
pT{is.RM  
 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。 By waD?  
EHN(K-  
}yVx"e)  
eAmI~oku  
4. 光滑结构的分析 auga`*  
(n`] sbx  
, #=TputM  
Ge_fU'F  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 HjIIhl?UY  
 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% G9NI`]k  
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v4<W57oH  
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5. 增加一个粗糙表面 %N)B8A9kh  
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EsGf+-}|!0  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ((C|&$@M  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 d(|q&b
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TG[u3Y4  
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+: x[cK  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 & XmaGtt  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 hw,nA2w\  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 Tf~eH!~0  
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6. 对衍射级次效率的影响 N"}>);r  
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粗糙度参数： S=ZZ[E_~S  
 最小特征尺寸：20nm s]%Cz\  
 总的调制高度：200nm ~v%6*9  
 高度轮廓 4^uSW&`;/  
(IBT|
K  
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 效率 \?; `_E`j  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 u Jqv@GFv  
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Ez;Qo8  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm =n
HKTB>  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 i+h*<){X  
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Ec!!9dgRQ  
i}VF$XN  
 效率 JcWp14~e  
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 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。 c`soVqT$?  
)[ A-d(y=  
粗糙度参数：
Yy88 5  
 最小特征尺寸：40nm :D*U4
< /u  
 总调制高度：200nm lG)wa  
 高度轮廓 o5bp~.m<  
sFc\L94  
<%m YsaM  
eCYPd-d  
 效率 HohCb4do  
+P^ ;7"H  
k5I;Y:~`  
6N#hN)/  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 =0pt-FQ  
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u#,8bw?1  
粗糙度参数： iM@$uD$_Q2  
 最小特征尺寸：40nm umIGI  
 全高度调制：400nm i)?7+<X  
 高度轮廓 C`hdj/!A  
23wztEp{a  
6nZ]y&$G-k  
 效率 e0TYHr)X>3  
C(ij_>  
@|\9<S  
hx9{?3#  
t>[W]%op  
 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。 iApq!u,  
m\56BP-AM  
7. 总结 hq 3n&/  
 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)。 uzBQK  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ; ~pgF_  
 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。 krUtOVI  
 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。 <y@vv  

经典，学下。。。，，