[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。 V"2 G
  
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1. 建模任务 }u$c*}  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 }LQV2 hKTG  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 !$ii*}  
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2. 建模任务：正弦光栅 WS(m#WFQr  
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x-z方向(截面视图) Ruq>+ }4  
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光栅参数： A-_M=\  
 周期：0.908um 2_o\Wor#  
 高度：1.15um wgolgof  
(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) `.3.n8V  
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3. 建模任务 v@8SMOe%  
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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。 Tz.okCo]z  
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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。 ~)>.%`v&  
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4. 光滑结构的分析 nhC8Tq[m  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 !O}e)t  
 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%  cC|  
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c+T`X?.j  
NG:4Q.G1g  
5. 增加一个粗糙表面 G/fBeK$.  
F^%\AA]8  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 F1B/
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 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 @2d9 7.X  
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aK|  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 S Te8*=w  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 -b8SaLak  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 }U5$~,*p  
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Fs=x+8'M  
6. 对衍射级次效率的影响 6@FhDj2X  
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粗糙度参数： n c~JAT#'  
 最小特征尺寸：20nm Otq1CD9  
 总的调制高度：200nm KD+&5=Y  
 高度轮廓 -a~n_Z>_  
n&|N=zh  
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 效率 _Ye.29  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 7^M$u\a)U  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm }|[0FP]v  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 <ME>#,  
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 效率 i`];xNR'  
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 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。 88[u^aC  
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粗糙度参数： NRT]dYf"z  
 最小特征尺寸：40nm y x#ub-A8  
 总调制高度：200nm $MNJsc^n  
 高度轮廓 #^9k&t#!6  
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l=Pw yJ  
 效率 cT/mi":8{  
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u#^l9/tl  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 Fi;OZ>
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粗糙度参数： cwtlOg  
 最小特征尺寸：40nm VSV]6$~H  
 全高度调制：400nm `l.bU3C  
 高度轮廓 ME]89 T&  
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 效率 jA^Dk$  
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 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。 X%(NI(+x,  
{.KD#W $5  
7. 总结 34k>O  
 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)。 (pP.*`JRv  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ONy\/lu|  
 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。 } snS~kx  
 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。 $Zw+"AA  

经典，学下。。。，，