[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。 Dwl3Cj  
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1. 建模任务 }Nb8
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 @UdfAyL  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 `g,8-  
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2. 建模任务：正弦光栅 w/L `  
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x-z方向(截面视图) x=#VX\5k:  
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光栅参数： fJWC)E  
 周期：0.908um wRrnniqf8  
 高度：1.15um 7L^%x3-|&  
(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) ^S6u<,  
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3. 建模任务 ~l2aNVv;  
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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。 CZbYAxNl  
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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。 $\k0Nup}  
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FV,4pi  
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4. 光滑结构的分析 !s@Rok  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 6K-5g/hL  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% +S))3 5N[  
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5. 增加一个粗糙表面 !cGDy/|  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ?3O9eZY@  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 )Af~B'OUd  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
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 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 we#wH-  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 (Y^X0yA/  
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6. 对衍射级次效率的影响 Ys!>+nL|  
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粗糙度参数： L}m8AAkP[  
 最小特征尺寸：20nm `HuCT6O  
 总的调制高度：200nm {Q<$Uo6V  
 高度轮廓 X{kpSA~  
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 效率
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ?6!]Nl1gr  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm bJ_cId8+  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 1T)Zh+?)}  
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 效率 OUP?p@%]<  
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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。 :SV>+EDY   
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粗糙度参数： FecktD=  
 最小特征尺寸：40nm ^h&I H|  
 总调制高度：200nm C!C|\$)-  
 高度轮廓 1qi@uYDug  
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 效率 ?GBkqQ  
E0oU$IB  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 XR0O;JN  
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粗糙度参数： 2u?zO7W)-L  
 最小特征尺寸：40nm h.K
(P+h  
 全高度调制：400nm iq*A("pU  
 高度轮廓 X bkb5EkA  
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 效率 V[a[i>,Z  
fE,9zUo  
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KjB/.4lLq  
nW?R"@Zm  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 ~2u\  
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7. 总结 kcB+
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 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 a <X0e>  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 #
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 光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 p$;I'  
 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。 uHNpfKnZ  
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