[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。 #CRAQ#:45(  
z}772hMB  
1. 建模任务 WTlR>|Zdn  
Mg7nv\6  
erhxZ|."P  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 \Z?.Po`!j  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 F<W`zQ46  
Mk:k0,z  
2. 建模任务：正弦光栅 >q+q];=(  
B#zu<z  
x-z方向(截面视图) ,McwPHEMB  
ZxvqLu  
EWU(Al T  
光栅参数： 58vq5j<V  
 周期：0.908um
.u
<i<S  
 高度：1.15um V~9vf*X  
(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) G1:*F8q  
I;=HXL  
3. 建模任务 <B3v4f  
+Jf45[D   
1\hh,s  
CrTGC%w{=  
t;>"V.F<1  
 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。 @c>a  
 Uk2U:
 
 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。 7Ud  
1cA
4-,YO>  
Ke5fe#  
/:<.Cn>-  
4. 光滑结构的分析 Z`W@Od$f  

P7X':  
z~Ec*  
2c%*u {=:  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 Pc{0Js5VzE  
 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% A_:YpQ07@  
C>A*L4c]F  
r@|{mQOxa  
c@uNA0 p
 
5. 增加一个粗糙表面 .lcI"%>  
MDyPwv\  
P S$6`6G  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 SK>*tKY  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 i&%/]Nq  
t V]BcD
p  
e>FK5rz  
=9LeFrz  
GfG!CG^%  
{[i 37DN  
9=-d/y?  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 88]UA  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ?6m6 4{M  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ]O\m(of R  
Zy<gA >  
oD@~wcMIT0  
bPe|/wp  
6. 对衍射级次效率的影响 ^hMJNy&R  
pOe"S  
mvCH$}w8&  
粗糙度参数： ++Z
,U  
 最小特征尺寸：20nm 2G(RQ\Ro*  
 总的调制高度：200nm 9:]w|lE:D  
 高度轮廓 03{pxI
 
&idPO{G  
e*zt;SR  
,[Bv\4Ah  
I Ceb2R  
 效率 ~.dmfA{  
Hxw 7Q?F  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 AJ:(NV1=  
{dbPMx  
4"=(kC~~  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm =/|2f
; Q  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 9/@7NNKJ  
sNF[-,a  
7M#irCX  
) vKZs:  
 效率 5*n3*rbU:  
o-m9}pV  
 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。 YyF=u~l  
Aw
C"c '  
粗糙度参数： {FrcpcrQa  
 最小特征尺寸：40nm [ITtg?]F  
 总调制高度：200nm LRuB&4r8  
 高度轮廓 k4AF .U`I  
)[c@5zy~*  
$N[R99*x8  
XITh_S4fs=  
 效率 'on8
r*  
q>E[)\+y  
t}!Y}D  
X<j(AAHE  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 y9#r SA*  
v'vYNh  
D=0^"7K  
粗糙度参数： ;ye5HlH}.  
 最小特征尺寸：40nm y>5??q  
 全高度调制：400nm ^`MGlI}  
 高度轮廓 9CxFj)#5F  
whoQA}X>  
}%@q; "9`  
 效率 gZ^'hW-{  
 s_p\ bl.  
h3<L,Olp  
S]O0zv^}  
`L=d72:  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 hA6D*8oXD  
ZSUbPz  
7. 总结 ;4!,
19AT  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 3Aqw)B'"_  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 d<@SRHP(  
 光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 REj<2Lo  
 利用VirtualLab光栅工具箱，光栅表面的粗糙度可被加以考虑。因此，由于加工引起的结构差异产生的影响可被估算。 lO>9Q]S<  
[ 1$p}
x  
Si:$zGL$(  
QQ：2987619807 8q5 `A Gl