[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。 \2KwF}[m  
/Fy2ZYs,`8  
1. 建模任务 ZjF5*A8l  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 }iZO0C  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 nb::,  
P>n}\"z4  
2. 建模任务：正弦光栅 6yH(u}!.  
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x-z方向(截面视图) 8 SFw|  
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光栅参数： *gF8"0s  
 周期：0.908um -7{qTe{  
 高度：1.15um D32~>J.F  
(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) kEiWE|  
tk=~b}8  
3. 建模任务 w6FtDl$  
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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。 OwRH :l  
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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。 R8ZI}C
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4'EC(NR7N  
4. 光滑结构的分析 *O6q=yg;K:  
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(b!`klQ  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 sX_6qKUH  
 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% 5}-e9U  
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5. 增加一个粗糙表面 8/4i7oOC  
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1=NP=ZB  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ;<^t)8E  
 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。 W[ZW=c  
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R8"qDj  
2$S^3$k'  
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J;6!WFW  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 +2&+Gh.h  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 3/d`s0O  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 #@qd.,]2  
JY6&CL`C  
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6. 对衍射级次效率的影响 Y\cQ"9  
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粗糙度参数： fwWE`BB  
 最小特征尺寸：20nm 
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 总的调制高度：200nm T][r'jWQ  
 高度轮廓 E 0k1yA  
1ig#|v*+  
%+Az X  
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a d,0*(</  
 效率 0qdgt  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 \@%sX24D  
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-( d,AX  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm %b)~K|NEFf  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 
CHZjK(a  
|N^z=g P[  
<kY||  
h3z=tu['  
 效率 E\ 'X|/$a  
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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。 Vv]81y15Q;  
T@. $Zpz  
粗糙度参数： QqS?
-   
 最小特征尺寸：40nm c[a1
Md&  
 总调制高度：200nm tOu:j [  
 高度轮廓 .JJ^w!|>#  
xUG:x4Gz+  
#"Wh$x%  
=z]8;<=pL  
 效率 p]7Gj&a  
Ob|[/NN  
I{V1Le4?  
*C0gpEf9S  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 .x^`y2'U  
e>oE{_e  
OR\-%JX/5  
粗糙度参数： [H3~b=  
 最小特征尺寸：40nm uy,ySBY  
 全高度调制：400nm 1f.xZgO/2  
 高度轮廓 te+5@k#t  
4]\t6,Cz8  
#=MQE  
 效率 e$wbYByW  
(\^)@Y  
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k}r  
F[ Itq  
JqDj)}fzX  
 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。 qwb`8o  
YS_9M Pi  
7. 总结 ,8F?v~C  
 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)。 <N{pMz  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 GC3:ZpV`  
 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。 zn |=Q$81  
 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。 ;5*)kX  

经典，学下。。。，，