[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。 uwc@~=;  
c2Yrg@) [  
1. 建模任务 ~F.kgX  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 {lbNYjknS  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 y41~
  
gXvE^fE  
2. 建模任务：正弦光栅
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x-z方向(截面视图) Lk]W?  
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光栅参数： FyWrb+_0v  
 周期：0.908um !7n`-#)  
 高度：1.15um |lMc6C  
(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) 7_~_$I~g*  
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3. 建模任务 sf Zb$T J  
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6 2LLfD  
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F13vc~$Ky  
 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。 [e7nW9\l  
Lt_A&  
 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。 fbW<c`LH  
2. f8uq  
fS]Z`U"
 
]Q -.Y-J/O  
4. 光滑结构的分析 A-l[f\  
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3 p!t_y|SX  

'iX y?l  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 @}ioK=A  
 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% oC}2 Z{  
i> dLp  
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&F.L*M  
5. 增加一个粗糙表面 o('6,D  
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q{XeRQ'/  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 dZ x  
 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。 M;sT+Z{  
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J~}i}|YC>  
dMK\ y4#i  
T~~K~a\8  
TTJj=KPA  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 +8.1cDEH\  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Pv\-D<&@m  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 NdB:2P  
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|XJ|vQGU  
6. 对衍射级次效率的影响 |N0RBa4%  
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粗糙度参数： u-=VrHff^*  
 最小特征尺寸：20nm %UB+N8x`a  
 总的调制高度：200nm %[OZ;q& X  
 高度轮廓 ~:N 1[  
mW1T4rR
'  
6SEq 2  
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 效率 9`Xr7gmQf  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 r[P+F  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm -+WE9  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 V1\Rj0#G  
s} oD?h:T3  
<%m$ V5h  
ldr~=<hsZ  
 效率 ~N8$abQJV  
4S*dNYc  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 ;rC< C  
MI>_wG5P@  
粗糙度参数： 
yUvn h  
 最小特征尺寸：40nm w~>tpkUB  
 总调制高度：200nm iu QMVtv  
 高度轮廓 3ZhuC".c  
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Q@/Z~xw"'I  
!fG}<6&i  
 效率 ;ibOd~  
N^zFKDJG  
4E@_Fn_#  
!"dAwG?S  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 {GG;/Ns{f-  
Jm,
tN/o*  
;]T;mb>  
粗糙度参数： 7Jn%c<s  
 最小特征尺寸：40nm {tUxRX  
 全高度调制：400nm /-Nq DRmJ  
 高度轮廓 ,=dc-%J  
Y,{pG]B$w  
7,FhKTV1/  
 效率 `( _N9.>B  
3+H[S#e:Z  
4oN*J +"=+  
%wN*Hu~E
  
6!v$"u|[!'  
 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。 cnj32H^+  
"8/BVW^bv  
7. 总结 &S8,-~U  
 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)。 [!U! Z'i  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 FLLfTkXdI  
 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  
 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/..cVD,K  

经典，学下。。。，，