[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。 fY{&W@#g  
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1. 建模任务 M}*#{UV2  
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^VAvQ(b!:i  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 \`$RY')9|!  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 s5SKQ#,@P  
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2. 建模任务：正弦光栅 990sE t?  
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x-z方向(截面视图) +7|Qd}\X  
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光栅参数： KWB;*P C^  
 周期：0.908um
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 高度：1.15um [!CIBK99  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) UJ8
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3. 建模任务 1xF<c<  
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 M,j3z#  
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 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 Lm}J&^>  
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4. 光滑结构的分析 84uHK)h<%  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 qe\JO'g#e  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% jaq`A'o5  
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5. 增加一个粗糙表面 TaN]{k  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 6s$jt-bH  
 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。 MU/3**zoW  
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^Td_B03)  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 PF4"J^V  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 +~~&FO2  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 K V-}:u(  
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6. 对衍射级次效率的影响 
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粗糙度参数： z#!}4@_i3  
 最小特征尺寸：20nm =Hs[peO*  
 总的调制高度：200nm rL=_z^.P  
 高度轮廓 *+wGXm  
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 效率 U=a'(fX  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 g[d.lJ=Q-N  
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And|T 6u  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm UJWkG^?  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 U(jZf{`Mz  
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AUk,sCxd  
1Y-m=~J7  
 效率 nbGB84  
wf= s-C  
 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。 d
,R  
z+Cw*v\Y  
粗糙度参数： P})Iwk|Z  
 最小特征尺寸：40nm V*bX>D/  
 总调制高度：200nm }95;qyQ$  
 高度轮廓 tL;!!vg#V  
EM.7,;|N  
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u6,NQ^4  
 效率 }c"1;C&{  
(np %urx!  
FccT@,.F  
@vC7j>*4B  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 Q^iE,_Zq  
BJdH2qREN  
.)zX<~,  
粗糙度参数： c~1X/,biA  
 最小特征尺寸：40nm @"\j]ZEnY  
 全高度调制：400nm 7HpfHqJ7  
 高度轮廓 Y~</vz+H  
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F>0[v|LG  
 效率 bvu
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4|W
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nJvDkh#h1  
!&3iZQGWv  
qOusO6  
 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。  b* QRd  
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7. 总结 Z]1=nSv  
 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)。 {x+"Ru~7,  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 z g@,s"`>  
 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。 D};zPf@!p  
 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。 ;}t
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经典，学下。。。，，