[分享]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。 u=
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M?yWFqFt9m  
1. 建模任务 }3rWmo8V  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 wlY6h4c  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ]n/fB|tE  
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2. 建模任务：正弦光栅 Vv]81y15Q;  
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x-z方向(截面视图) .*0`}H+_  
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光栅参数： x>E**a?!L  
 周期：0.908um ^mNPP:%iN  
 高度：1.15um m{ya%F  
(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) 5[1#d\QR  
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3. 建模任务 ~w>Z !RuhT  
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8G SO]R  
 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。 e>oE{_e  
OR\-%JX/5  
 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。 FyZiiH4|  
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4. 光滑结构的分析 CCX!>k]  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 /)ubyl]^p  
 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% BBg&ZIYEh  
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GW(-'V/  
5. 增加一个粗糙表面 YS_9M Pi  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 J{Z-4y  
 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。 mQ9%[U,  
j=^b'dyL  
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W biUz2)  
J-W,^%  
.2xp.i{  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 GQ-owH]  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 \w 6%J77  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 o3;u*f0rWn  
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o(W|BD!  
6. 对衍射级次效率的影响 Z?%j5G=4w  
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粗糙度参数： FjUp+5  
 最小特征尺寸：20nm "9[K  
 总的调制高度：200nm 'DQp  
 高度轮廓 YkcX#>,  
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 效率 (BC3[R@/l  
jl<rxO?-F  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 A a2*f[  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm IbpE@C  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 DytOS}/^9  
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FhB^E$r%  
 效率 Rg&6J#h  
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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。 W%09.bF  
u[U~`*i*rA  
粗糙度参数： vd-`?/,||  
 最小特征尺寸：40nm ->}K-n ),  
 总调制高度：200nm .2hQ!)+  
 高度轮廓 `n:IXD5'  
O0"i>}g4  
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 效率 uNnwz%w  
L{~L6:6An  
xIF z@9+k  
u+s#Fee I  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 -e%=Mpq.  
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J!d#8  
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粗糙度参数： (FMYR8H*(  
 最小特征尺寸：40nm f?F i{m  
 全高度调制：400nm o lNL|WJ`w  
 高度轮廓 >"F~%D<.  
G=3/PYp  
76)(G/  
 效率 mN?'Aey  
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V#!ypX]AB[  
rK~362|mo  
 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。 AnPm5i.  
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7. 总结 CBSJY&:K  
 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)。 ue/6DwUv  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 svyC(m)'  
 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,iLqat  
 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。 HtEjM|zj  
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QQ：2987619807 VR_+/,~