[技术]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。 ga&l.:lo  
HSGM&!5mW  
1. 建模任务 H~E(~fl  
{WUW.(^]G  
rOQhS]TP*  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 48dIh\TH"  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 wJ@8-H 8}  
J.Mj76\_  
2. 建模任务：正弦光栅 Bv_C *vW  
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x-z方向(截面视图) 5Nc~cD%0tK  
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v(D{_  
光栅参数： "]J4BZD  
 周期：0.908um le*mr0a
 
 高度：1.15um U]j4Izq  
(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) Su`LBz"  
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3. 建模任务 p6m](Jg  
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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。 ~01 o  
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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。 wHm{4  
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4. 光滑结构的分析 *0]E4]ZO  
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l4*J~  
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H&jK|]UXoO  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 .,zrr&Po  
 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% +7n;Bsk _  
}[ LME Z  
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*A C){M  
5. 增加一个粗糙表面 s\ft:a@  
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z=1 J{]  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ~_ss[\N  
 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。 xCwd*lsM  
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H.|v^e  
*sK")Q4N  
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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)。 am.}2QZU  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ^@?-YWt   
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 M{I8b<hY  
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6. 对衍射级次效率的影响 Q\>9PKK  
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粗糙度参数： r0kJx$f  
 最小特征尺寸：20nm =" Q5Z6W  
 总的调制高度：200nm tDj~+lmdN  
 高度轮廓 x+Vp&  
d`]|i:*q  
iXt1{VP'K  
#T<<{ RA  
d|5V"U]W;  
 效率 ,)%al76E  
Z)E[Bv=  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ZuZe8&  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 1_JtD|Jy  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 <=WSX{_D  
nXHU|5.I  
{pJ{UJKv?  
y4* }E  
 效率 sOzmw^7   
gC^4K9g  
 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。 A[20ic  
j8/rd
 
粗糙度参数： UeNa  
 最小特征尺寸：40nm JU^{!u  
 总调制高度：200nm >C,=elM  
 高度轮廓 qK}4r5U  
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+$Q.N{LV  
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 效率 S!
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ap|7./yg  
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&t.9^;(  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 bvHF;Qywg  
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粗糙度参数： E`vCYhf{  
 最小特征尺寸：40nm vLQ!kB^\W  
 全高度调制：400nm JkT, i_  
 高度轮廓 e}|UVoeH  
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MExP'9  
 效率 Gao8!OaQ  

H/!_D f  
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F?eI  
aD yHIh8  
Ejc%DSG  
 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。 O'tVZ!C#J  
K/oC+Z;K  
7. 总结 CKJ9YKu{W  
 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)。 ?UD2

}D[M  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 .&Uu w  
 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。 tK9_]663  
 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。 a.P7O!2Lp  

经典，学下。。。，，