[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。 1`YU9?  
Xjkg7p,HD@  
1. 建模任务 Zk`yd8C  
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AYgXqmH~+  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 #c
5jCy}n  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 R(`:~@3\6  
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2. 建模任务：正弦光栅 }f]Y^>-Ux  
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x-z方向(截面视图) I#&r5Q  
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0/b  _T  
光栅参数： D:;idUO  
 周期：0.908um y TD4![  
 高度：1.15um r!+{In+Z  
(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) wWy;dma#  
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3. 建模任务 KWZhCS?[(  
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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。 IQRuqp KL  
Jsysk $R  
 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。 68Gywk3]=u  
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Aj)Q#Fd[  
4. 光滑结构的分析 Ic9L@2m  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 80Dn!9j*  
 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% /{\ /e"5  
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5. 增加一个粗糙表面 A^>@6d $2  
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} #rTUX  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 lL:a}#qxU  
 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。 Dz(\ ?  
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^_;'9YD  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 WVdV:vJ-  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 }OpUG  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 u4C9ZYN  
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q(?+01  
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6. 对衍射级次效率的影响 K*SgEkb'l  
FH+X<  
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粗糙度参数： m2c'r3UEu  
 最小特征尺寸：20nm jYHnJ}<  
 总的调制高度：200nm ^#HaH  
 高度轮廓 >fH0>W+!  
>R+-mP!nj  
j uA@"SG  
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EtKq.<SJ  
 效率 _MBhwNBxZ  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 b=
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm m,k0 h%  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 x]{P.7IO'  
ppyy0E^M  
'D+xs}\  
ye^x>a['  
 效率 |U%NPw5  
T$5wH )<  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 !8H0.u rw  
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粗糙度参数： 9/k2
zXY  
 最小特征尺寸：40nm )A8#cY!<  
 总调制高度：200nm * Gg7(cnpw  
 高度轮廓 OS(`H5D  
y, l[v39  
>Xn,jMUW  
v$y\X3)mB  
 效率 @t%da^-HS"  
-9b=-K.y  
'Z{`P0/^o`  
M|(VM=~  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 dn(!wC]  
^?cu9S3  
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粗糙度参数： :zHSy&i`  
 最小特征尺寸：40nm _Xf1FzF+a  
 全高度调制：400nm `<YMkp[  
 高度轮廓 [vi =^  
@]Jq28  
ef)RlzLOq  
 效率 LJeq{Z  
,U{dqw8E{  
8W&1"h`  
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F5*-HR  
 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。 n!4}Hwz!  
o?a2wY^
_  
7. 总结 (JbRhcg  
 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)。 {!I`EN]  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 x1@,k=qrd  
 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。 b `P6Ox3  
 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。 f7&ni#^Ztj  

经典，学下。。。，，