[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。 kh,M'XbTo  
0`ib_&yI  
1. 建模任务 3P\I;xM  
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ga~vQ7I_  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ;Ok11wOw  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 DU7Ki6  
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2. 建模任务：正弦光栅 #i]@"R  
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x-z方向(截面视图) 2.lnT{  
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光栅参数： F#<PFT4i  
 周期：0.908um +`4}bc,G  
 高度：1.15um c3pt?C  
(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) XWUTb\@  
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3. 建模任务 *nC,=2  
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0,A?*CO  
 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。 6aK--k  
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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。 0Its;|  
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Y}#^n7*w~  
4. 光滑结构的分析 P3 Evv]sB@  
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J-ZM1HoB  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 =dw1Q  
 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% z0UO<Y?9  
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5. 增加一个粗糙表面 C}kJGi  
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9}mp,egV  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 F@lpjW  
 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。 ]VH@\ f  
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B<&_lG0sS  
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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)。 \xZBu"  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 M^f1D&A  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 vWovR
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6. 对衍射级次效率的影响 4~Pto f@  

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粗糙度参数： pd
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 最小特征尺寸：20nm bx^EaXj(r  
 总的调制高度：200nm T!A}ipqb  
 高度轮廓 p4EItRZS  
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 效率 EXcjF  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 &FVlTo1  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm @<=#i  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 aF
"Z!HD  
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L,pSdeq  
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 效率
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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。 \87J~K'  
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粗糙度参数： :*'?Ac ?  
 最小特征尺寸：40nm AS_+}*WSFQ  
 总调制高度：200nm }2A1Yt:^P  
 高度轮廓 AJd.K'=8  
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Q_.c~I}yV  
 效率 }t3FAy(%  
<^_Vl8%  
f$|v0Xs  
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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。 Su$1 t  
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粗糙度参数：
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 最小特征尺寸：40nm ^[[b$h$  
 全高度调制：400nm -b0'Q  
 高度轮廓 )$h9Y   
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GR[>mkW!M  
 效率
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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。 H"rzRd;S  
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7. 总结 n=
o'ocdS)  
 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)。 =&VXn{e  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 n_n|^4w  
 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。 mhLRi\[c )  
 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。 d74g|`/  
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