[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。 ~;6^n  
@D[+@N  
1. 建模任务 w nBvJb]4l  
LV ]10v6  
q-^{2.ftcx  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ?6"U('y>n  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 G5|nt#>  
CE{2\0Q  
2. 建模任务：正弦光栅 p+ReQ.5|  
PE;<0Cz\  
x-z方向(截面视图) m2~`EL>  
<FR!x#!   
#"oLz"{  
光栅参数： d_:f-  
 周期：0.908um W)Mz1v #s  
 高度：1.15um +9]t]Vrw  
(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) CqWO 0  
)Ko~6.:5H  
3. 建模任务 kbvF 9#  
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mb`h  
L{1[:a)']B  
5GPrZY"  
 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。 IRR b^Q6  
CXGMc)#>f  
 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。 hKhad8  
@/N]_2@8;  
) iV^rLwL  
]N\D^`iQ  
4. 光滑结构的分析 t%,:L.?J#  
P}=n^*8(I  
'Sgz\=K  
uMm`j?Y23q  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 {|0Yc
L  
 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% ci+ajON  
/?j kVy*"  
jq#`cay!  
-ert42fN  
5. 增加一个粗糙表面 00SS<iX  
toU<InN  
InRRcn(  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 }!r pH{y  
 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d8MXdV  
4Q1R:Ra  
X%og}Cfi  
7wY0JS$fz  
iZ/iMDfC  
[
5!{>L`  
4Wvefq"
 
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 `|&0j4(Pg  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 [ns==gDD  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 hAds15 %C  
M17+F?27M  
(+xT5 2  
RZVZ#q(DU  
6. 对衍射级次效率的影响 '"c`[L7Wn  
<Mj{pN3  
MOytxl:R  
粗糙度参数： "1>w\21  
 最小特征尺寸：20nm Y~*aA&D  
 总的调制高度：200nm }Q\+w,pJgN  
 高度轮廓 u^Ktz DmL  
`SZ-o{  
-s)h ?D  
-2u)orWP  
1fM`n5?"  
 效率
j,9/eZRZ  
Nw"?~"bo  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 n _x+xVi%  
*)?'!  
"&
`>+Yw  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm '6g-]rE[  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 Y]`o-
dV  
92C; a5s  
6f t6;*,  
.!+7|us8l\  
 效率 k}qCkm27  
j0Cj&x%qF}  
 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。 0`v-pL0|  
%h,&ND  
粗糙度参数： rXBCM  
 最小特征尺寸：40nm c4Q9foE   
 总调制高度：200nm &U`ug"/k  
 高度轮廓 !&.-{ _$  
<dVJV?i;  
mQSn*;9\T3  
QUZ+#*:s  
 效率 'mm>
E  
1U^KN~!  
A>mk0P)~Q  
cF EO}  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 Jf#-OlEQ  
8<ev5af  
fz8 41 <Y  
粗糙度参数： VfDa>zV3  
 最小特征尺寸：40nm \L}7.fkb8  
 全高度调制：400nm f+1'Ah0'
E  
 高度轮廓 vl+bc[ i~  
5'V-Ly)*%  
f<|*^+  
 效率 u]`0QxvZ  
%BT]h3dcSS  
C(z'oi:f  
;R<V-gab  
Bu?Qyz2O  
 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。 -II03 S1  
vSv1FZu*  
7. 总结 N_Zd.VnY  
 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)。 vg"*%K$a  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 p-w:l*-`  
 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。 F~7TE91C  
 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。 k{hNv|:,  
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QQ：2987619807 zKaj<Og