[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。 3
DxZ#/!  
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1. 建模任务 A)hq0FPp  
C$$"{FfgU"  
6.7
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 qgwv=5|  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 zj~8>QnKk  
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2. 建模任务：正弦光栅 aSn0o_4bD  
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x-z方向(截面视图) @`w'   
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光栅参数： mgJShn8]  
 周期：0.908um c+@d'yR  
 高度：1.15um %MfGVx}nG  
(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) Aivu%}_|  
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3. 建模任务 fl} rz  
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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。 3S[w'  
D< nlb-  
 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。 s(1_:  
LL|_c4$Ky  
k)H[XpM  
2x)0?N[$O  
4. 光滑结构的分析 NWo7wVwc/c  
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O, bfdc[g4  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 1$='`@8I  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% j[$B\H  
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/kr  
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5. 增加一个粗糙表面 /E`l:&89)  
K^!e-Xi6  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 AJ;u&&c4C\  
 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。 7&;[an^w  
 At`1)  
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es.\e.HK  
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l}2%?d  
jSeA%Te  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 jMz1s%C  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 p|bc=`TD  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ()@.;R.Z  
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6. 对衍射级次效率的影响 V e$5w}a4  
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粗糙度参数： +E q~X=x  
 最小特征尺寸：20nm E<zT  
 总的调制高度：200nm @yU!sE:  
 高度轮廓 wzHjEW  
`_J^g&y~  
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 效率 AhbT/  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 *f0.=?  
in=k:j,U0  
E&iWtwkz  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm (PsSE:r}+  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 RS||KA])J  
uhC=  
DuO%B  
rB.=f[aX[  
 效率 !\&7oAs=I  
h0QYoDvbC  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 N#pl mPrZ  
b2}QoJ@`  
粗糙度参数： }l]3m=)  
 最小特征尺寸：40nm TzevC$m;z  
 总调制高度：200nm Ry8WNVO}R  
 高度轮廓 PNxV
W  
yNLa3mW  
8aZey_Hw;+  
MUCJ/GF*  
 效率 Z5*(W;;  
7?Qt2tr  
5|6z1{g8  
86^ZY
h  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 L6rs9su=7  
k[r./xEv+t  
O)U$Ef  
粗糙度参数： RXx?/\~yd;  
 最小特征尺寸：40nm B(en5|  
 全高度调制：400nm 9p[W :)P4d  
 高度轮廓 _Y ><ih  
?G>5 D`V  
Z+``/Q]>+  
 效率 g<hv7?"[  
bn*{*=(|  
 &aevR^f+  
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]AfH#  
A=qW]Im  
 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。 _~wV{ yp  
uZ0 $s$  
7. 总结 \6`%NhkM_  
 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)。 DETajf/<F  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 
j6R{  
 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。 St7D.|  
 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。 H%NLL4&wu  

经典，学下。。。，，