[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。 >OmY  
G[)Q
GZ}8b  
1. 建模任务 .\qZkk}2l  
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b4i=eI8  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 6 C;??Y>b  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 vY:A7yGW  
$ ^m_M.1  
2. 建模任务：正弦光栅 nO2-fW:9]  
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x-z方向(截面视图) Il>!C\hU  
&p`RKD  
u\.7#D>  
光栅参数： h)fi9  
 周期：0.908um {088j?[hzk  
 高度：1.15um "\U$aaF  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) ~~]L!P  
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3. 建模任务 SX$v&L<  
T[;O K  
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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。 ?(n|ykXwc  
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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。 1|Us"GQ(n  
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4. 光滑结构的分析 t[XxLG*  
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D}r,t_]Eb  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 AbC/  
 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% c
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5. 增加一个粗糙表面 }PTYNidlR  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 a2 e-Q({  
 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。 qCi6kEr  
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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)。 >g
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 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Y9F!HM-`  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 }SR}ET&z  
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6. 对衍射级次效率的影响 ],YIEOx6  
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粗糙度参数： 7{e0^V,\k  
 最小特征尺寸：20nm hqd}L~o:  
 总的调制高度：200nm E5(\/;[*`  
 高度轮廓 y w)q3zC  
6r4o47_t8#  
B`3RyM"J@  
03Pa; n  
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 效率 }J"}5O2,b  
X YO09#>&  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 cLj@+?/
 
Mn7nS:  
UE^_SZ  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm Yj99[ c#]  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ,iY/\ U''  
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 效率 He^u+N@B  
UE33e(Q<  
 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。 KLK '_)|CT  
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qR#  
粗糙度参数： )xYv$6=  
 最小特征尺寸：40nm /*\pm!]._^  
 总调制高度：200nm |d\rC
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 高度轮廓 bI/d(Q%#<  
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H. UwM  

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 效率 T|dQY~n~  

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Q|/uL`_ni  
,&[2z!  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 SA@MJ>Z  
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# ~SuL3  
粗糙度参数： T7`9[  
 最小特征尺寸：40nm =@$G3DM  
 全高度调制：400nm 7A'd55I4  
 高度轮廓 fZ!fwg$  
tr3Rn :0]  
!pY=\vK;  
 效率 [!9dA.tF  
<>\s#Jf/  
c^0YuBps[  
Ln/6]CMl  
U%oh?g  
 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。 E=!=4"rZF  
Zo`Ku+RL2'  
7. 总结 Du@?j7&l=$  
 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)。 j.UQLi&`  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 O9y4.`a"  
 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。 5A(zQ'6  
 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。 $t.i)wg +  
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QQ：2987619807 <X9 T}g