[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。 }KS[(Q  
;9B:E"K?@1  
1. 建模任务 ]C5JP~#z  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Fc 5g~T  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 `(*5
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2. 建模任务：正弦光栅 Dc #iM0  
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x-z方向(截面视图) {U-VInu  
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光栅参数： Q8z>0ci3o  
 周期：0.908um If]g6 B.=  
 高度：1.15um -!w
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(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) ")x9A&p  
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3. 建模任务 Z{u*vUC&  
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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。 N:"E%:wSbi  
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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。 >Pbd#*  
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4. 光滑结构的分析 ?A,gDk/#  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 5vg@zH\z  
 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% $~zqt%}  
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NWX~@Rg  
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5. 增加一个粗糙表面 BD,~M*%z  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 TZ-n)rC)v  
 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。 f-4<W0%  
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Xo{Ce%L  
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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)。
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 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 a] >|2JN<&  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 v_)cp9d]  
Oh<Z0M)  
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6. 对衍射级次效率的影响 }6m5MH$7q  
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粗糙度参数： "wexG]R=5  
 最小特征尺寸：20nm <(#cPV@j  
 总的调制高度：200nm 0#sk]Qz  
 高度轮廓 cnCUvD]'  
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q w|M~vdm  
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 效率 p~Dm3^Y  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 vAwFPqu  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm  /=[M  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 D1#E&4   
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 效率 pN4!*7M  
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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。 k_O"bsI)  
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粗糙度参数： '#u2q=n4*  
 最小特征尺寸：40nm a,&Kvh  
 总调制高度：200nm 69yTGUG3  
 高度轮廓 R%3H"FU9w  
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 效率 gY*Cl1 Iz  
Ldir'FW  
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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。 #J^p,6  
\UtUP#Y{t  
+u25>pX  
粗糙度参数： y~ ^>my7G  
 最小特征尺寸：40nm ufEt"P-X.  
 全高度调制：400nm 8 _`Lx_R  
 高度轮廓 rhNdXYY>  
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Ie4*#N_  
 效率 JBb}{fo~  
vbwEX6  
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r\=p.cw<  
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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。 \O7,CxD2  
@@ZcW<Y"  
7. 总结 9Cf^Q3)5o  
 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)。 #Kn7 xn[  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ?7a<V+V:  
 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。 8'g/WZY~~  
 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。 /_jApZz  
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