[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。 A_1cM#4  
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1. 建模任务 ^D\1F$AjC  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 =8$//$  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 PHl{pE*  
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2. 建模任务：正弦光栅 \UM9cAX`  
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x-z方向(截面视图) /PG+ s6  
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W)3?T&`
 
光栅参数： K,e"@G  
 周期：0.908um zbK=yOIOd  
 高度：1.15um :8aa#bA  
(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) SLp &_S@4  
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3. 建模任务 )=l~XV  
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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。 ^Gt&c_gH  
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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。 D ]Q,~Y&'  
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4. 光滑结构的分析 6"fYSn>  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 -&4>>h9_  
 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% ]&6# {I-  
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5. 增加一个粗糙表面 d 90  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 D![42H+-Qd  
 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。 R_9&V!fl  
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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)。 1 
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 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 !ieMhJ5r  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 d4ANh+}X"_  
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6. 对衍射级次效率的影响 ]vj.s/F~  
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粗糙度参数： ]5(T{  
 最小特征尺寸：20nm ?:StFlie  
 总的调制高度：200nm 5L ]TV\\  
 高度轮廓 <
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 效率 eZ>KA+C[  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 $qz(9M(m#  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ^3>Qf
  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ! z!lQ~  
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 效率 fj 14'T  
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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。 +jpaBr-O#  
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粗糙度参数： 24Y8n  
 最小特征尺寸：40nm ?nVwT[  
 总调制高度：200nm Ark+Df/  
 高度轮廓 Z.Otci>J  
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 效率 y15 MWZ  
"-y2En  
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| c:E)S\  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 g431+O0K1  
fX:)mLnO/  
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粗糙度参数： p"xti+2,  
 最小特征尺寸：40nm /J0Y
F  
 全高度调制：400nm '}nH\?(  
 高度轮廓 LnwI 7uvq  
Q140b;Z  
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 效率 )A@ }mIs"  
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QU#u5sX A  
/~8<;N>,+  
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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。 IIn
sq  
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7. 总结 &J]|pf3m  
 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)。 )}Vb+  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 |9fvj6?Y  
 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。 \!*3bR  
 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。 D2,2Yy5y  
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