[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。 @x>2|`65Y  
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1. 建模任务 D`@U[`Sw  
'cc4Y~0s  
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UHCb  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 dM$G)9N)K  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 Qvg"5_26v  
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2. 建模任务：正弦光栅 f9bz:_;W_  
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x-z方向(截面视图) =ZL}Av}  
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光栅参数： <"P '"SC  
 周期：0.908um xR%a
yT.  
 高度：1.15um hWe}(Ks  
(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) V zx(J)  
&H>dE]Hq,  
3. 建模任务 cf3c+.o  

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31;T$5v1  
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2g545r.  
 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。 W,J,h6{F  
0'}?3/u-
 
 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。 }&hgedx  
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4. 光滑结构的分析 ^$ bhmJYT  
G{Q'N04
RA  
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@]3Rw[%z  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ZEJadR  
 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% 8H b|'Q|^  
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5. 增加一个粗糙表面 Jjq%cA  
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H >{K]7D/y  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 9Q1GV>j>B  
 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。 .?j
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?@(H. D6'v  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 l d9#4D[#  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 t1^96@m^  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ijYLf.R<  
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6. 对衍射级次效率的影响 Q.AM  
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粗糙度参数： _@TTVd  
 最小特征尺寸：20nm dY.uOafr  
 总的调制高度：200nm Fgk/Ph3r  
 高度轮廓 0xcqX!(  
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 效率 8< -Vkr  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Us5JnP5  
AK =k@hT  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ]0le=Ee^%  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 !Ua#smZ  
F o6U"  
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gC6)n@n  
@~ L.m}GF  
 效率 H!u:P?j@\  
oJ+$&P(  
 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。 opC11c/  
NM Ajt>t  
粗糙度参数： 91XHz14  
 最小特征尺寸：40nm /<Et 
 
 总调制高度：200nm (" %yV_R  
 高度轮廓 wSMgBRV#^  
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enj2xye%Y  
WXL.D_=+  
 效率 z-j\S7F  
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yw0uF  
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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。 ^l,Jbt  
@C2<AmY9q*  
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粗糙度参数： .y!Hw{cq  
 最小特征尺寸：40nm \ck3y]a[  
 全高度调制：400nm D4wB &~U  
 高度轮廓 K\q/JuDfc  
PhS"tOGtX  
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 效率 HNPr| (  
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ElAG~u?  
 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。 Q8n?7JB  
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7. 总结 QQ9Q[c  
 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)。 +l9avy+P(  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 8z-Td-R6  
 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。 {IVqV6:  
 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。 MqqS3   
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