[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。 ^lu)'z%6  
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1. 建模任务 yQhrPw> m  

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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 d"XS;;l%<  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 Vw9^otJu  
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2. 建模任务：正弦光栅 Ats"iV  
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x-z方向(截面视图) p`1d'n[  
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光栅参数： 2k"a%#H8  
 周期：0.908um ynM{hN.+H  
 高度：1.15um FEaf&'G]  
(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%+8}uywZ  
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3. 建模任务 9z'</tJ`  
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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。 @aCg1Rm  
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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。  TWx<)  
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4. 光滑结构的分析 ;S?1E
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 crgYr$@s?  
 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%  QV .A.DK  
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5. 增加一个粗糙表面 'hya#rC&(  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 [7I|8
  
 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。 lf|^^2'*2<  
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:>3&"T.  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 _)_XO92~  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 =]zPUzr,|  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 )<^ ~${$U  
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6. 对衍射级次效率的影响 8OFrW.>[  
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粗糙度参数： |@ldXuYb  
 最小特征尺寸：20nm aS
F&^/j  
 总的调制高度：200nm =~0XdS/1  
 高度轮廓 I^ >zr.zA  
|Q I3H]T7  
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 效率 =0f8W=d:Vr  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 }`M6+.z3F  
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qt:->yiq+  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm EV(/@kN2  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 &qpA<F@7  
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t  
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 效率 Z*QRdB%,  
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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。 tQ|I$5jNJ  
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粗糙度参数： $_ i41f[  
 最小特征尺寸：40nm W&Hf}q
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 总调制高度：200nm zSH#j RDV  
 高度轮廓 [<`+9R  
l )4OV>  
0IdD  
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 效率 [5 V  
Rq9gtx8,=  
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pqr"x2=.  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 #.='dSj  
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\*N1i`99  
粗糙度参数： o MAK[$k;  
 最小特征尺寸：40nm {h=Ai[|l4Q  
 全高度调制：400nm p(8\w-6  
 高度轮廓 i*tj@5MY-  
Ygl!fC 4b  
F)IP~BE-k  
 效率 9e5UTJ  
3/e !7  
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)?WoLEjq  
f,#xicSB*  
 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。 a
=O!\J  
Pla EI p  
7. 总结 >xjy P!bca  
 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)。 >']H)c'2  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 /$=^0v+  
 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。 tF
QFpbI  
 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。 R[c_L=  
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QQ：2987619807 &M!:,B