[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。 <u0,Fp  
M*`hDdS  
1. 建模任务 c\K<sM{  
X~L!e}Rz  
) EXJ   
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 H=<LutnZ  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 +`}o,z/^  
b#='^W3  
2. 建模任务：正弦光栅 T1zi0fa'  
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x-z方向(截面视图) taDQ65  
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Hi8Y6|y$D  
光栅参数： (a#pvEY  
 周期：0.908um NwpS)6<-  
 高度：1.15um ti2  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) =/}X$,@2  
HeozJ^u\?  
3. 建模任务 x{hn2]6+eB  
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p6[ (81  
ri=+(NKo-  
 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。 {y-`QS  

h<NRE0-  
 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。 ,YB1 y)x  
 zy>}L #  
(B}+h   
gtYRV*^q  
4. 光滑结构的分析 x~+-VF3/  
WeVi]n  
J?D\$u:  
s|2}2<+  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。
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 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% XwPx9+b6j  
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5. 增加一个粗糙表面 F,pCR7o>  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 /gw Cwyo  
 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。 ~:Mm<*lL%  
I7G,`h+H  
( 3;`bvYH"  
 Zi4d]  
l &Z(K,6  
*Hu
np Y  
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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)。 XA3s],Rk  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 #{,h@g}W  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ~ 5"J(  
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6. 对衍射级次效率的影响 6K 4+0xXv  
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粗糙度参数： ;rHz;]si  
 最小特征尺寸：20nm tIGs>, a=  
 总的调制高度：200nm JIV
8q HC  
 高度轮廓 fSI%c3  
@T7PZB&xnl  
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g+|Bf&_  
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 效率 NvHN -^2  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 [z+x"9l0!  
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hdg<bZk:  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm wPH+n-&e  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 &+- e  
b:Dg}  
<V S2]13  
=v0~[E4  
 效率 >'Hx1;  
u[EK#%  
 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。 "L@g3g?|`  
,8VXA +'_  
粗糙度参数： +-ewE-:|L  
 最小特征尺寸：40nm e5OVq ,  
 总调制高度：200nm FL&dv  
 高度轮廓 P` ]ps?l  
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VDn:SGj5  
JqEb;NiP)5  
 效率 XhA4:t  
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Hirr=a3  
%zflx~  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 /7vE>mSY  
O6]u!NqG  
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粗糙度参数： L*^ V5^-  
 最小特征尺寸：40nm !gJzg*{u@  
 全高度调制：400nm rKIRNc#d  
 高度轮廓 bd{\{[^S!  
LG6I_[  
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^~s  
 效率 y@ .b 4  
r?$&Z^  
^U{P3%uZ  
BA*&N>a  
{*fUJmao"  
 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。 W5X7FEW  
pN+I]NgQ  
7. 总结 #JFYws  
 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)。 oG\>--  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 |D+p$
^L  
 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。 M:(&n@e  
 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。 >#?iO]).  

经典，学下。。。，，