[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。 nEzf.[+9/  
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1. 建模任务 1+b{}d  
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lqM c  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ~['Kgh_;  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 \~P=U;l=pO  
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2. 建模任务：正弦光栅 w
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x-z方向(截面视图) zMIT}$L  
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光栅参数： No2b"G@  
 周期：0.908um }68i[v9Njk  
 高度：1.15um T843":  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) 6TP7b|  
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3. 建模任务 ;?C#IU  
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 zB yqD$  
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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。 h6dPO"  
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4. 光滑结构的分析 s+tGFjq  
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OR[{PU=X  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 VK@!lJu!  
 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% UA|u U5Q  
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5. 增加一个粗糙表面 FLEo*9u>b  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 `({T]@]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。 a&vY!vx3  
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Z*1V  
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JU&+c6>  

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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)。 J4Dry<  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 rj!0GI  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 o6$4/I  
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6. 对衍射级次效率的影响 X.:]=,aGW  
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粗糙度参数： >rvQw63\  
 最小特征尺寸：20nm {T].]7Z  
 总的调制高度：200nm !>:?rSg*  
 高度轮廓 23gPbtq/  
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 效率 }NB}"%2  

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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 l#n,Fg3  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm
bJD;>"*  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 8g7<KKw  
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 效率
O+ICol  
yq$,,#XDD=  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 U,LTVYrO  
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粗糙度参数： 7x<i :x3  
 最小特征尺寸：40nm 71l%MH  
 总调制高度：200nm YID4w7|  
 高度轮廓 Od|$Y+@6  
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 效率 N;[>,0&z  
N\bocMc,X  
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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。 2@ Z(P.Gh  
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e#k<d-sf6  
粗糙度参数： x|vqNZ\F  
 最小特征尺寸：40nm O]m+u  
 全高度调制：400nm Ox@P6|m  
 高度轮廓 *2GEnAZb7n  
FKmFo^^0  
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 效率 8}(]]ayl  
v~Y^
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GDuMY\1  
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5+wAzVA  
 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。
28=O03q  
F_4n^@M  
7. 总结 {,L+1h  
 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)。 _(KbiEB{  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ~#
/hzS  
 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。 ,tg0L$qC  
 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。 3Gip<\$v  
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