[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。 t6U+a\-<  
hE3jb.s(>  
1. 建模任务 ^`C*";8Q  
0i1?S6]d-  
W SeRV?+T  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 iF2IR{h  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 .dq.F#2B;  
IU"!oM^  
2. 建模任务：正弦光栅 (h(ZL9!  
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x-z方向(截面视图) @RG3*3(  
OsuSx^}  

6b5{  
光栅参数： Y&Nv>o_}5  
 周期：0.908um mwiPvwHrg  
 高度：1.15um 3n"&$q6  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) ;]ZHD$g  
peP:5WB  
3. 建模任务 Boz_*l|  
^rZ+H@p:6  
`1}yB  
<@2?2l+`X  
oFA$X Y  
 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。 P6Ol+SI#m  
="*C&wB^  
 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。 e@MCumc~+  
zCN;LpbEJY  
S6Xw+W02  
S%%qn  
4. 光滑结构的分析 NxRiEe#m  
U%6lYna{M#  
RB 0j!H:  
(>% Vj  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 p5 PON0dS  
 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% p~y 4q4  
A^jm<~  
+mel0ZStS  
iw6M3g#  
5. 增加一个粗糙表面 Jrrk$0H^~  
*^m.V=  
#rL@  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。  0>J4O:k  
 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。 tz>X'L  
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r/w@Dh]{_  
X%qR6mMfT7  
%Y[/Ucdm  
DWO:  
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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)。 x=<
>%m5R  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。
",oUVl  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 3m9E2R,  
Z%d4V<fn  
h*'5h!  
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6. 对衍射级次效率的影响 Y\F H4}\S  
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Rla*hc~  
粗糙度参数： IWd*"\L  
 最小特征尺寸：20nm Ft>8 YYyU  
 总的调制高度：200nm ) FsSXnZL  
 高度轮廓 ^@cX0_  
*)sz]g|d  
f;6d/?=~  
*m/u3.\  
J@-9{<
  
 效率 T+( A7Qrx%  
'\qr=0aW  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ;Q 6e&Ips/  
4IpFT;`q  
{x$#5PW  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm f4^_FK&  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 1a4$. {  
:O=Vr]Y8K  
l0o_C#"<S  
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 效率 Wx`IEPsVbk  
+#9 (T  
 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。 iIRigW  
"Vy\-^  
粗糙度参数： z<XS"4l?W  
 最小特征尺寸：40nm 1@
Gv`{v  
 总调制高度：200nm %ua5T9H Z  
 高度轮廓 <<6#Uz.1  
&WS%sE{p_  
p8bTR!rvz  
9a,CiH%@  
 效率 ywBo9|%T  
fQ) ;+  
yFv3>\  
)f|6=x4  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 j(N9%/4u  
ax}Xsk_  
g_=ZcGC  
粗糙度参数： 6FAP *V;  
 最小特征尺寸：40nm 1EB`6_>y  
 全高度调制：400nm $x0F(|wxt  
 高度轮廓 `UPmr50Wq  
HX^ P9jXT  
YzVLa,[  
 效率 \`&fr+x  
-JkO[IF  
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Ac%K+Pgk.
 
T9yW# .  
 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。 G3n7x?4m  
"Y6mM_flq  
7. 总结 l"
Q8`  
 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)。 6=D;K.!  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 -tJ*F!w6U  
 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。 GW#Wy=(_  
 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。 0>Nq$/!  

经典，学下。。。，，