[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。 ^C&+ ~+  
R4%P:qM  
1. 建模任务 puJ#w1!x`  
P,gdnV ^  
0@1:M  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ~$O1`IT  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 P4 ul[zZ  
:&'{mJW*{t  
2. 建模任务：正弦光栅 %>Xr5<$:&  
I.}1JJF*  
x-z方向(截面视图) 5CJZw3q  
E(<LvMiCa  
g(0;[#@  
光栅参数： MWuXI1  
 周期：0.908um
_8K%`6!"Z  
 高度：1.15um bm&87  
(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) cTZ)"^z!  
PX".Km p.  
3. 建模任务 z)F#u:t  
KGZ?b2N?Va  
d&:H&o)T!  
FYPz 4K  
5IMSNGS  
 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。 aj|5 #  
U2*6}c<  
 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。 +I|8Q|^SD  
Ri:p8  
PB~_I=  
TW`mxj_J2  
4. 光滑结构的分析 j.-VJo)   
UPCQs",  
L
9IGK<  
1q~LA[6  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 1JTbCS  
 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% 4 9w=kzo  
%u]6KrG18b  
qc!xW,I  
3_qdJ<,  
5. 增加一个粗糙表面 <4F7@q,V  
7{BnXN[  
L@|#Bbmx  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 !Cj(A"uqY  
 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。 GXb47_b^  
5ouQQ)vA  
|i)lh_iN  
%= u/3b:o  
+802`eax  
QJ4AL3 ^6
 
gn5% F5W  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 O
.:I,D&]  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 < tQc_  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 *8!w&ME+.  
GfsBQY/  
n!.2aq  
nTZ> |R)  
6. 对衍射级次效率的影响 k8&FDz  
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粗糙度参数： (L#%!bd  
 最小特征尺寸：20nm \.>.c g  
 总的调制高度：200nm GJak.,0t  
 高度轮廓 5-p.MGso  
&tBA^igXK  
Dr'sIH^  
qyv"Wb6+  
O_CT+Ou  
 效率 k/#M<z  
XV2=8#R  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 yisLypM*  
Qq0O0U  
kME^tpji  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm *-z4<LAa  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 IxP^i{/1?  
b7'F|h^  
5^F]tRz-  
~PYFYjHC  
 效率 F50JJZ  
Yq0# #__  
 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。 IO[^z v4F  
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r  
粗糙度参数： `cO|RhD@  
 最小特征尺寸：40nm [aNhP;<  
 总调制高度：200nm YKq0f=Ij  
 高度轮廓 %]GV+!3S  
('HxHOh2  
;.0LRWcJ  
q2Rf@nt  
 效率 =~",/I?  
JjDS"hK#  
#01/(:7  
/hfUPO5  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 _FFv#R*4  
pE(sV{PD  
j]4,6`b\  
粗糙度参数： {r{>?)O  
 最小特征尺寸：40nm Loc8eToZ  
 全高度调制：400nm ~*kK4]lP  
 高度轮廓 +{0=<2(EC  
=SL^>HS.fo  
I}ndRDz[  
 效率 Cg*kN"8q  
}6@%((9E2  
+Z$a1Y@  
U2=hSzY  
/xf.\Z7<  
 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。 wK
LN:aRF2  
Hi7G/2t@`  
7. 总结 (l2<+R%1  
 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)。 6,zDBax  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ZZwBOGVU  
 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。 mVHFT~x7}  
 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。 ]eD[4Y\#t  

经典，学下。。。，，