[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。 lcXo
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1. 建模任务 \_MWZRMc5  
# blh9.V&F  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 #g~]2x  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 [nLd>2P  
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2. 建模任务：正弦光栅 LBIEG_/m  

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x-z方向(截面视图) ik5"9b-\<  
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光栅参数： f{U,kCv  
 周期：0.908um Ict+|<f  
 高度：1.15um 7-mo\jw<  
(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) ;}'Z2gZB  
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3. 建模任务 ~*L
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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。 S*%:ID|/C2  
0>:`|IGnT2  
 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。 +1Pu29B0  
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4. 光滑结构的分析 :@S=0|:j  
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(, $Lp0mB7  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ZVz*1]}  
 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% Vu,:rPqI  
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5. 增加一个粗糙表面 8KWh
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 $}P>_bq  
 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。 10
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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)。 Pcr;+'q  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 n yNHjn |W  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 q[+V6n`Z5  
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6. 对衍射级次效率的影响 "~T06!F45  
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粗糙度参数： j4h?"  
 最小特征尺寸：20nm +N!/>w]n  
 总的调制高度：200nm >Yfo $S_  
 高度轮廓 sE0,b  
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A{Q~@1  
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 效率 E5$uvxCI  
(ce"ED`1  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 s4>xh=PoJ  
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a0Q\]S  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm VM"*@T  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 T\L LOx\  
U6 H@l#  
zuvP\Y=V`  

q|e<b  
 效率 r5&?-G  
kZS&q/6A*  
 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。 `Dv&.  
]BBjFs4#  
粗糙度参数： x[2eA!NC  
 最小特征尺寸：40nm &r V  
 总调制高度：200nm C-ipxL"r  
 高度轮廓 2LH.If  
mOx>p"n  
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) 2Hl\"F  
 效率 xiQ;lE   
|HK/*B  
GK:pt8=  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 r$-]NYPi  
{NV=k%MTmi  
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粗糙度参数： sxQMfbN  
 最小特征尺寸：40nm )rv<"  
 全高度调制：400nm )L:p.E  
 高度轮廓 Sc&p*G  
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5}2XnM2  
 效率 3UQ~U 8  
Mhze!!  
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MM4Eq>F/  
)wz3m L  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 yS(tF`H[  
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7. 总结 JD$;6Jv3P  
 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)。 _M7NL^B&  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 VcR(9~  
 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。 w97B)Kn6  
 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。 Po8
2nKAh  

经典，学下。。。，，