[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。 21GjRPs\  
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1. 建模任务 NL&(/72V  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 y [e$  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 &n|! '/H  
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2. 建模任务：正弦光栅 kRNr`yfN  
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x-z方向(截面视图) I1U
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H9:ARI  
光栅参数： E^L  
 周期：0.908um o:#l r{  
 高度：1.15um r/=v;4.W  
(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) \1D~4Gz6}  
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3. 建模任务 STu!v5XY}-  
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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。 v=nq P{  
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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。 cv;&ff2%?  
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4. 光滑结构的分析 <&TAN L  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 Gm^@lWzG  
 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% ElhTB  
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.g DWv  
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5. 增加一个粗糙表面 0z/tceW'F  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 jV8mn{<  
 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。 CeS8I-,  
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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)。 )5gcLD/zI  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 lxj_(Uo  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 =$Sf]L
 
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6. 对衍射级次效率的影响 cy7GiB2'  
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粗糙度参数： f'F:U^  
 最小特征尺寸：20nm D/:~#)  
 总的调制高度：200nm 4Ub_;EI>  
 高度轮廓 ESiNW&u2  
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X<\^*{  
iq,qf)BY.|  
 效率 (*7edc"F  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ~cy/\/oO  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 3ag*dBbs  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ps"crV-W  
gg'lb{oG  
!FipKX  
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 效率 iU9de  
'Fo*h6=  
 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。 wfM$JYfI  
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粗糙度参数： pA='(G  
 最小特征尺寸：40nm |@]J*Kh  
 总调制高度：200nm C>$5<bx  
 高度轮廓 Et(Q$/W  
P[n`X  
LT!B]y  
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 效率 w4:S>6X  
d{hbgUSj  
5g&.P\c{  
P.3j |)NW  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 T=:O(R1*0  
E:4`x_~qQ  
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粗糙度参数： p&B98c  
 最小特征尺寸：40nm lDe9(5|)Q  
 全高度调制：400nm }+#-\a2  
 高度轮廓 $Eg|Qc-1  
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,IA0n79  
 效率 P
H9MB
 
R3d>|`) +  
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?}m/Q"!1  
AW&HWc~A  
 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。 2uZ <q?=  
LVq3R 8A  
7. 总结 y1,L0v$=}  
 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)。 %h g=@7,|  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 _2q4Aaza  
 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。 t@#sKdv  
 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。 )W:`Q&/G  

经典，学下。。。，，