[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-E5x  
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1. 建模任务 \<A@Nf"  
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Z?-l-sK  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 n-_-
;TYH  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 Djf,#&j!3  
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2. 建模任务：正弦光栅 c8jq.y v  
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x-z方向(截面视图) )Hy|K1  
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光栅参数： C zvi'
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 周期：0.908um "GofQ5,|  
 高度：1.15um -.E<~(fad  
(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) $Mp#tH28  
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3. 建模任务 _\LAWQ|M4[  
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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。 |ldRs'c{  
K(HP PM\  
 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。 U{o0P
osg  
r#pC0Yj!3  
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4. 光滑结构的分析 5!G}*u.  
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S0Y$$r  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ~8Z0{^  
 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% D[)g-_3f6<  
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T0Q)}%L  
5. 增加一个粗糙表面 >_]j{}~\k  
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xS`>[8?3<T  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 :d-+Z%Y  
 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。 N$H0o+9-Y  
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`Q*L!/K+  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 5dS5,  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 R$=UJ}>  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 &gZ5dTj>  
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6. 对衍射级次效率的影响 uHUicZf.  
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粗糙度参数： g#;w)-Zj  
 最小特征尺寸：20nm :~pPB#)nk  
 总的调制高度：200nm <IGQBu#ZH  
 高度轮廓 1j<=TWit  
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 效率 {b[8x   
YsXP$y]g-  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 M& GA:`  
O/>$kG%ge  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 'c\zWmAZ  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 UjwA06  
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 效率 oW(p (>  
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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。 PBb@J'b  
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粗糙度参数： pm,&kE  
 最小特征尺寸：40nm K.n #;|  
 总调制高度：200nm a5:Q%F<!  
 高度轮廓 ? r=cLC  
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 效率 iTi<X
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h*{{_3,  

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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 6$w)"Rq  
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粗糙度参数： qdrk.~_  
 最小特征尺寸：40nm ^)conSm  
 全高度调制：400nm |j$&W;yC  
 高度轮廓 f2B?Zn  
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 效率 at${^,&  
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 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。 ZFNM>C^  
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7. 总结 aR ao\Wp|  
 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)。 11}X2j~Ww  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 Xy:'f".M~\  
 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。 $R%xeih1fz  
 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。 g8 ,V( ^  

经典，学下。。。，，