[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。 %S]5wR6;_  
Y2yVl+  
1. 建模任务 mUm9[X~'  
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i0L)hkV  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 i.)kV B  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 G3OqRH  
|TkMrj0  
2. 建模任务：正弦光栅 #QXB2x<*  
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x-z方向(截面视图) -wW%+wH
 
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{&4+W=0 n  
光栅参数： bv4lgRE6Y  
 周期：0.908um 0V}%'Ec<e  
 高度：1.15um i?A4uyYwS  
(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) Qg%B<3 <  
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3. 建模任务 =Mc*~[D/  
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*<i { Mb Q  
"/(J*)%{  
 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。 A]WU*GL2H  
/Pxt f~$  
 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。 ,l_"%xYx  
~N;kF.q&>&  
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4. 光滑结构的分析 ol^OvG:TQ  
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quTM|>=_R  
4@u*#Bp`|  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 lSPQXu*[  
 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% d!D#:l3;  
*_}ft-*w  
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5. 增加一个粗糙表面 nVoL7ew+  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。
%|*tL7  
 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。 N<zD<q  
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`WboM\u  
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]]Sz|6P  

_K<H*R  
^":UkPFCx:  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 fZw/kjx@  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 |C301ENZ  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 H9?(5  
i+ ]3J/J  
5/F1|N4  
C< 3`]l  
6. 对衍射级次效率的影响 i%_W{;e  
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QbjO*:c4  
粗糙度参数： f~%|Iu1ob  
 最小特征尺寸：20nm Y``50{7  
 总的调制高度：200nm v*iD)k:|t  
 高度轮廓 }`ox;Q  
++w7jVi9  
!'8.qs  
>r1cW7  
9AF%Y:y  
 效率 BCMQ^hP}t  
T1%_sq  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Rsd~t_a1  
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d0``:  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm w%~UuJ#i  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 )
l
g>'O  
/*Iq,"kGz  
f@yInIzRJ  
QiC}hj$  
 效率 ##!idcC  
o5LyBUJ  
 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。 yw
Q[>itMa  
o|(Ivt7jk  
粗糙度参数： Y\75cfD  
 最小特征尺寸：40nm 0h/bC)z  
 总调制高度：200nm Jx@_OE_vp  
 高度轮廓 tf[)Q:|  
uJ-Q]yQ  
{6Y|Z>  
u+EZ"p;o  
 效率 9U&~H*Hf  
8k
+^jj  
2(I S*idq  
o-I:p$B-  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 fVf @Ngvu  
#mKF)W  
B703{k  
粗糙度参数： *!oV?N[eA'  
 最小特征尺寸：40nm =$mPReA3v  
 全高度调制：400nm UOIB}ut V  
 高度轮廓 y'L7o V?L9  
q7z`oK5  
Mh"X9-Ot  
 效率 U45kA\[bZ  
Mc,3j~i  
U}T{r%9  
|P0!dt7sQ  
0:I[;Qt  
 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。 jQBL8<  
9*Q6/?v  
7. 总结 `6y
=ky.,  
 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)。 +[vIocu  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 {ty)2  
 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。 >piVi[`  
 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。 3c%_RI.  

经典，学下。。。，，