[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。 %GCd?cFF  
zMzf=~  
1. 建模任务 <VR&=YJ  
C%?D E@k  
a~>0JmM+N  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 #'Y6UGJ\n  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 Po!JgcJ#\  
MQH8Q$5D  
2. 建模任务：正弦光栅 OGi4m |  
-_*XhD  
x-z方向(截面视图) t>GLZzO  
>\x_"oR  
>wk=`&+V@  
光栅参数： < Gy!i/  
 周期：0.908um 2]RH)W86;  
 高度：1.15um lPQ Ut!xI  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) <T.#A8c  
4f[M$xU&h  
3. 建模任务 UH,4b`b  
P}WhE  
xVz -_z  
>`?+FDOJ,  
b, **$  
 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。 2N8sq(LK{  
K6yFpVl  
 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。 `Y({#U  
3g#=sd!0O@  
9EA !j}  
aU]O$Pg{  
4. 光滑结构的分析 g yH7((#i  
a0/n13c?G  
qTa]th;  
(zro7gKked  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 /Zeg\}/4[  
 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% 031.u<_  
[FV=@NI  
vH?+JN"A  
0m YZ7S5g  
5. 增加一个粗糙表面 xBE RCO^  
%f> |fs  
Up/u|A$0V  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 cwWSNm|  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 73s3-DS,  
N7HbOLpM  
Zc\h15+P  
CMxjX  
{cyo0-9nv  
EBDC'^  
vu'!-K=0  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 +?5Uy
*$  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 gC_s\WU  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 i h$@:^\  
: `6$/DK  
qnk,E
-  
xlPcg7  
6. 对衍射级次效率的影响 <;,S"e  
N}x/&e  
&b@!DAwAJ  
粗糙度参数： qvfAG
0p  
 最小特征尺寸：20nm Ubw!/|mi  
 总的调制高度：200nm ?<yq 2`\4O  
 高度轮廓 $YGIN7_Gg  
[,o5QH\Etq  
ox\B3U%`p}  
Nvx)H(8F  
LcpyW=)}"V  
 效率 rMXOwkE  
x,w`OMQ}c  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ReB(T7Vk=  
sQ>B_
Y!  
_L:i=.hxN  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ;*)fO?TG)  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 _sf#J|kQ  
mOz&6T<|  
1W}nYU  
%];h|[ax]  
 效率 .cH{WZ  
q(jkit~`A  
 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。 6Bq~\b^  
_r<zSH%  
粗糙度参数： S-M)MCL  
 最小特征尺寸：40nm x8pbO[_|  
 总调制高度：200nm 1|l)gfc
P  
 高度轮廓 P+;CE|J`X  
dY4k9
p8  
dIk8TJ  
dxkRk#mf:  
 效率 j2o1"  
p29yaM  
Hn#GS9d_?  
cz7CrK~5  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 'd2qa`H'}B  
(/"K+$8'  
?x5wS$^q<  
粗糙度参数： ElEv(>G*  
 最小特征尺寸：40nm ##EB; Y  
 全高度调制：400nm x!"SD3r=4>  
 高度轮廓 O ':0V  
R%Ui6dCLo  
tL={y*  
 效率 7g A08M[O  
s.R-<Y3  
d%#!nq{vd  
"'z,[v50&  
wDT>">&d  
 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。 LC,*H0  
9lZAa8Rxi  
7. 总结 "wnpiB}  
 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)。 2qs>Bshf  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 Hhe{+W@~  
 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。 ZR;8rZ](
 
 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。 ~7lTqY\  

经典，学下。。。，，