[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。 i({MID)/_  
pV$A?b"?*  
1. 建模任务 hcR^?  
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R  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 P&*e\"{  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 &jh17y  
/{-J_+u*%  
2. 建模任务：正弦光栅 hSaw)g`w  
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x-z方向(截面视图) eyos6Qi  
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光栅参数： n]3Z~HoZ  
 周期：0.908um e
_3B\59k  
 高度：1.15um J>fq5  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) a@!O}f*  
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3. 建模任务 )+f"J$ah  
Cjj(v7[E  
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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。 _Bh
d@S!  
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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。 xN6}4JB  
4Td)1~zc3  
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4. 光滑结构的分析 fdgjTX  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 B.#-@  
 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% b2~5LZ  
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5. 增加一个粗糙表面 Iz&<rL;s  
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}{.V^;  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 2]H?q!l!O  
 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。 peVzF'F  
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R_#k^P^  
}p*WH$!~  
\mw5 ~Rf;  
dDl_Pyg4K  
(lvp-<*  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 TIno"tc3  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 vSk1/  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 S~GS:E#  
W&2r{kCsQ  
I3YSW  
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6. 对衍射级次效率的影响 *?o 'sTH  
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粗糙度参数： }jYVB|2  
 最小特征尺寸：20nm \_/dfmlIZ  
 总的调制高度：200nm ][>-r&V  
 高度轮廓 b3q&CJ4|  
K^%ONultv  
2=X.$&a  
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 效率 ^h"@OEga?  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Y7 e1%,$v  
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Q=^TKsu  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ](z*t+">  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 _:!7M^IU  
Y5<W"[B!  
l2kUa'O-  
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 效率 `|4k>5k  
LPkl16yZ  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 l<yYfGO  
|^OK@KdL1  
粗糙度参数： LVJn2t^  
 最小特征尺寸：40nm =lx~tSiS  
 总调制高度：200nm <6C:\{eo  
 高度轮廓 )&ucX  
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iXqRX';F'}  
S4 s#EDs  
 效率 18>v\Hi<  
xn1, o MY=  
l
DZ~  
[$Jsel<T=  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 dHtEyF  
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A&X XL~yH  
粗糙度参数： 2j$~lI  
 最小特征尺寸：40nm WpC9(AX5g  
 全高度调制：400nm 2g;Id.i>  
 高度轮廓 STz@^A  
?)7UqVyq  
1eI_F8I U  
 效率 k{cPiY^  
Fp>nu_-"  
NdC5w-WY  
bl#6B.*=  

)QI#szv6  
 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。 mBQpf/PG  
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7. 总结 >".@;  
 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)。 L),bPfz  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 M0%nGpVj>  
 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。 &5QvUn
  
 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。 wqgKs=y  

经典，学下。。。，，