[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。 f";70}_  
u Y V=  
1. 建模任务 ?=_l=dR  
D2E~c? V  
#E5Sc\,  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ;EW]R9HCH  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 @za?<G>!'e  
&?9p\oY[  
2. 建模任务：正弦光栅 `XP]y=  
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x-z方向(截面视图) (+4gq6b  
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4FQU$f  
光栅参数： 1Nx%uz  
 周期：0.908um ~/!Zh  
 高度：1.15um _p?lRU8  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) igOjlg_Q  
p W:[Q\rSj  
3. 建模任务 3xsC"c>  
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:)g=AhBF  
<uU AAHi  
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 -869$  
09_3`K.*  
 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。 i:&Y{iPQp  
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j()_ VoB1  
0jrcXN~  
4. 光滑结构的分析 F04`MY"  
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Dgc[WsCEW  
JZD27[b
 
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 $T^O38$  
 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% %~4R)bsJ'  
+"?K00*(  
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M86
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5. 增加一个粗糙表面 ZJP.-`U  

X@JDfn?A  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 NjdAfgA  
 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。 x,2+9CCU  
@>qzRo  
#fG!dD42  
W`eYd|+C  
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bNFX+GA/  
d{9rEB?  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 lR{eO~'~V  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 3`n5[RV  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 TcpD*%wW  
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6. 对衍射级次效率的影响 >LgV[D#=&o  
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粗糙度参数： :?@d\c'  
 最小特征尺寸：20nm $*b>c:  
 总的调制高度：200nm M7eO
5  
 高度轮廓 oE"!  
6IPhy.8  

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6%U1%
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I =qd\  
 效率 ZA1?'  
>`5iq.v  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 9H1R0iWW  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm =(Mv@eA"  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 6
DaH+  
@2CYv>  
\ CV(c]  
qnrf%rS  
 效率 '}P)iS2  
67 7p9{:  
 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。 x@v,qF$K  
_AI2\e  
粗糙度参数： vFL3eu#  
 最小特征尺寸：40nm }s}b]v  
 总调制高度：200nm 2i |wQU5w  
 高度轮廓 /A_</GYs  
/'TzHO9_`  
fS1N(RZ1  
(66X  
 效率 &^ =t%A%#  
dvyE._/v  
V,|l&-  
o7/_a/  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ;l4rg!r(S  
^zsCF0  
EVgn^,  
粗糙度参数： "!p#8jR^  
 最小特征尺寸：40nm S &s7]  
 全高度调制：400nm =bN[TD  
 高度轮廓 .N_0rPO,Kw  
^._)HM  
B(Y{  
 效率 ^=OjsN

 
Fdm7k){A  
DXSZ#^,S[W  
Q`5jEtu#,  
gWy2$)  
 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。 Y8m|f  
U QXT&w  
7. 总结 *r:8=^C7S  
 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)。 4%\L8:  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 1'c!9  
 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。 T6OIb  
 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。 [NeOd77y  

经典，学下。。。，，