[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。 z'm;H{xf  
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1. 建模任务 JQb]mU%?  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 "](~VF[J8  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 AQ&;y&+QR  
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2. 建模任务：正弦光栅 `
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x-z方向(截面视图) t?s1@
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光栅参数： >y?$aJ8ZV  
 周期：0.908um jH8F^KJM[  
 高度：1.15um !@Ox%vK  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) 8ydOS  
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3. 建模任务 Vrnx#j-U  
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 6|zA,-=  
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 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 A 9u9d\  
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4. 光滑结构的分析 51~:t[N|  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 D~-
Ri`k.  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% oOuWgr]0  
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5. 增加一个粗糙表面 ~ ^K[pA ?  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 6`4=!ZfI  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 7y:J@fh<  
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n#4Ra+dD  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 BsxQW`>^y  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 *r%=p/oQ}B  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 (|S e+Y#e,  
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6. 对衍射级次效率的影响 KX{S8_  
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粗糙度参数： QH+Oi&xH  
 最小特征尺寸：20nm 9Czc$fSSt  
 总的调制高度：200nm D{c`H}/`  
 高度轮廓 MwiT1sB~  
0rF{"HM~  
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 效率 Fe8xOo6  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 !tN]OQ)'  
L~~;i'J  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm s<n5^Vxy  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 :h"Y>1P  
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 效率 Y
8(g8RN  
=Bl#CE)X  
 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。 Drc\$<9c@  
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粗糙度参数： j$BM$q/c  
 最小特征尺寸：40nm VDBP]LRF  
 总调制高度：200nm AS~O*(po  
 高度轮廓 %*zgN[/w  
*SLv$A  
@32JMS<  
hK?uGt d?  
 效率 Xrc0RWXB8  
A6= Um%T  
cW%F%:b  

~#N^@a  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 }3ty2D#/:  
xrS;06$  
^|(F|Z  
粗糙度参数： Z#%4QIz?  
 最小特征尺寸：40nm !Hxx6/  
 全高度调制：400nm yS %J$o&
 
 高度轮廓 [*Wq6n  
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@ITJ}e4  
 效率 C&D!TR!K  
{O[a+r.n  
&dH/V-te
 
}]'Z~5T  
}PUQvIGZZ&  
 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。 YOqGFi~`  
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7. 总结 A7C+-N  
 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)。 vm_+U*%c  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 IR(qjm\V  
 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。 iG!t
RNQ{y  
 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。 qn5e[Vn  
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QQ：2987619807 <}&n}|!