[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。 pv_o4qEN  
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1. 建模任务 W }NU
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。
%yRXOt2(  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 #}`sfaT  
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2. 建模任务：正弦光栅 -+R,="nRQ  
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x-z方向(截面视图) w,UE0i9I  
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光栅参数： Obs#2>h  
 周期：0.908um ;Qi:j^+P)  
 高度：1.15um )U/jD  
(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) C:QB=?%;  
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3. 建模任务 ?CpVA  
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f ,F X# _4  
 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。 Ak'=l;  
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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。 '{&Q&3J_  
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H 4<"+7  
4. 光滑结构的分析 )Z7Vm2a  
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u]p21)m$x  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 9&+]YYCS-  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% U4D7@KY +m  
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5. 增加一个粗糙表面 8$(I! ;  
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\!u<)kkyT  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 LrU8!r`a  
 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。 uwe#&V-  
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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)。 \xYVnjG,  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 <jh4P!\&j  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 vsGKCrLwh  
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6. 对衍射级次效率的影响 8>KUx]AN  
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粗糙度参数： %>+uEjbT  
 最小特征尺寸：20nm (_FU3ZW!  
 总的调制高度：200nm &Ok1j0~~  
 高度轮廓 {_9O4 + &  
DbGS]k<$  
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 效率 0jTReY-W  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 (< +A w7  
4@9Pd &I  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm WZQ2Mi<&1'  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 cBxGGggB  
I&-r^6Yx  
{'b;lA]0  
!"^Zr]Qt+\  
 效率 -.Wcz|  
us.#|~i<h  
 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。 1wFu3
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粗糙度参数： yE}\4_0I/  
 最小特征尺寸：40nm a?[[F{X9^  
 总调制高度：200nm ] Q5:JV  
 高度轮廓 25>R^2,LiE  
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U,g8:M xHK  
'=dQ$fs  
 效率 %8*:VR  
A`7(i'i5]  
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P$EiD+5#z  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。  ?eS;Yc  
b-u@?G|<  
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粗糙度参数： =B}IsBn'J  
 最小特征尺寸：40nm u)@:V)z  
 全高度调制：400nm ,rMf;/[  
 高度轮廓 A@V$~&JCL5  
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 效率 Xm#W}Y'  
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#W~jQ5NS\  
 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。 y3~`qq  
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7. 总结 _vTr?jjfK  
 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)。 &%2^B[{  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 | 6{JINW  
 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。 DzVCEhf  
 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。 x Lan1V  
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