[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。 AQ?;UDqU  
25Ro )5  
1. 建模任务 sd"eu  
R,s}<N$  
lNsdbyV'  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 !|l7b2NEz-  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 I+F>^4_d  
kLF~^/  
2. 建模任务：正弦光栅 2^=8~I!n&  
Qo!F?i/ n  
x-z方向(截面视图) id9XwWV  
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8`wKq6
 
光栅参数： =CW> ;h]  
 周期：0.908um n2~WUK  
 高度：1.15um dC;&X 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) /:^nG+  
P+Gz'  
3. 建模任务 C23p1%#1  
}d>X
h8:%)  
*kpP)\P  
052Cf dq  
tDavp:M1v  
 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。 ~BqC!v.)@E  
_^eiN'B  
 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。 mK/E1a)AG3  
d!46`b$rd  
KLW>O_+   
%wXjP`#  
4. 光滑结构的分析 +'Y?K]zbt  
S?6-I,]h  
j{'_sI{{  
-L4G)%L\  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 Caz5q|Oo  
 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% op/_:#&'  
MGq\\hLD\-  
i=*H|)  
9XYm8g'X  
5. 增加一个粗糙表面 z]SEPYq:  
mr/?w0(C  
zy%0;%
 
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 pg!MtuC}  
 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。 mQ<4(qd)  
Phk3Jv  
=|``d-  
z5oJQPPi  
$U.|  
D/Ok  
VKZP\]$XG  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 9l"=]7~%  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 MUsF  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 qjhk#\y  
[|YvVA  
=+K?@;?  
*l4[`7|  
6. 对衍射级次效率的影响 #R:&Irh  
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99`w'Nlk  
粗糙度参数： }eW<P079  
 最小特征尺寸：20nm 54Rp0otv  
 总的调制高度：200nm q^<H
G]  
 高度轮廓 GS=E6  
hSw=Oq82  
$[Z~BfSQ  
MJqWc6{ n  
?T_MP"  
 效率 #+p-  
gSw4\R  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 7I'C'.6iM  
$/C1s"C@O  
.MG83Si  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm `_1~[t  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 d4BzFGsW  
lH`TF_  
RqGX(Iuv  
MTCfs~}m  
 效率 !L9OJ1F  
KcpYHWCa.  
 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。 *E
/ Mf  
" (O3B  
粗糙度参数： C 'MR=/sd  
 最小特征尺寸：40nm /q\e&&e  
 总调制高度：200nm c'tQA  
 高度轮廓 e
K l;T  
hXth\e\[{`  
u%e~a]  
3.?be.cq  
 效率 &l7E|.JE  
z9[TjTH^}T  
_3@5@1[s  
L55UeP\  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 X.;VZwT+  
m!Z<\2OP  
4>0q0}J=5  
粗糙度参数： $'3
xl2T  
 最小特征尺寸：40nm 9/29>K_  
 全高度调制：400nm ceE]^X;p  
 高度轮廓 eIalcBY  
5[SwF&zZ  
y`buY+5l  
 效率 O7VEyQqf5  
').)0;  
Ch>F11kC  
}|=/v(D  
:gU5CUm  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 LZe)_9$  
QcQ%A%VIV  
7. 总结 y0mND
ze  
 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)。 jW`JThoq  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 E|f[#+:+  
 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; |fS~  
 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。 xt5/`C  
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QQ：2987619807 Yw3'9
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