[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。 s"gKonwI2  
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1. 建模任务 D]3bwoFo&u  
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*(>F'>F1"  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 s2kGU^]y  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 noWRYS%  
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2. 建模任务：正弦光栅 K7YT0cG  
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x-z方向(截面视图) fLf#2EA  
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光栅参数： >:(6{}b  
 周期：0.908um LD7? .  
 高度：1.15um AqTR.}H  
(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) h/fb<jIP1  
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3. 建模任务 _CYmG"mY  
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O#<|[Dzw  
 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。 96^1Ivd  
2\kC_o97  
 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。 )4VLm  
W,L>'$#pM  
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4. 光滑结构的分析
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ~`W6O>  
 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% H-PW(  
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Q*oA{eZY  

D:S6Mu  
5. 增加一个粗糙表面 Es ZnGuY  
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Oa3=+_C~$1  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 'IqK M  
 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$$R_3ne  
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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)。 ;^*+:e  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Ra15d^  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ^`B##9g~  
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6. 对衍射级次效率的影响 /^es0$Co.  
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粗糙度参数： 6=`m   
 最小特征尺寸：20nm p7ns(g@9  
 总的调制高度：200nm 3R$CxRc:  
 高度轮廓 odn97,
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 h(N9RJ}  
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 效率 H--*[3".  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 >stVsFdV)  
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I}]@e^ ~  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm \i;~~;D  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 "3KSmb   
"8iyMP%8  
G:6$P%.  
r{N{!"G  
 效率 N@du.d:  
p9] 7g%  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 +hvIJv ?  
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粗糙度参数： h9OL%n 7m'  
 最小特征尺寸：40nm EX_sJc  
 总调制高度：200nm aSj1P/A  
 高度轮廓  W$VCST  
bCx1g/   
GPqB\bxb'  
}+RF~~H/  
 效率 LK-6z w5=(  
=rO>b{,hs  
 _I}L$  
V]PhXVJ  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 22|
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O[(HE8E  
uW-- nXMs  
粗糙度参数： 'LLQ[JJ=O  
 最小特征尺寸：40nm cZX&itVc:  
 全高度调制：400nm P+%)0*W  
 高度轮廓 Z6/~2S@  
dK(%u9v  
`6/Y
f@b  
 效率 +(P43XO08  
(>5VS  
3L%r_N*a  
T_9ZI|Jx  
?m r@B
 
 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。 '<W,-i  
RDZh>K PG  
7. 总结 n; '~"AG)  
 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)。 r-Xe<|w  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 [ *a>{sO[  
 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。 ^?.:}  
 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。 Jz3<yQ-  
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QQ：2987619807 kkBV
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