[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。 09r.0Ks  
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1. 建模任务 dXZV1e1b&#  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 D?$f[+  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 c8h 9  
V<b"jCXI  
2. 建模任务：正弦光栅 72aj4k]^  
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x-z方向(截面视图) rc"yEI-``"  
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光栅参数： |#k1a:  
 周期：0.908um |,o!O39}>  
 高度：1.15um &@yW<<  
(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) V
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3. 建模任务 _95V"h
 
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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。 M*nfWQ a  
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 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。 R
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R4{2+q=0  
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4. 光滑结构的分析 WL<Cj_N_{H  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ZhW>H  
 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% ~)ls.NXI  
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M '[.ay  
D3$}S{Yw1  
5. 增加一个粗糙表面 88G Q F  
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XDU&Z2A  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 |nIm$
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 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。 s/8>(-H#  
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!h4L_D0  
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xDm^f^}>  
Ry8@U9B6,t  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 6s@'z<Ct  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 F|9 W7  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 wjDLsf,  
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6. 对衍射级次效率的影响 4g
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粗糙度参数： b$[O^p9x  
 最小特征尺寸：20nm 1jO}{U  
 总的调制高度：200nm P >HEV a  
 高度轮廓 lOYzo  
f 0D9Mp  
l*rli[No  
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 效率 Z7lv|m&  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 l.Iov?e1S  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm i{vM NI{  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 gmd-$%"  
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~RgO9p(dY  
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 效率 T*e>_\Tx  
2|8e7q:+*  
 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。 *z&m=G\  
U=QfInB  
粗糙度参数： vau0Jn%=ck  
 最小特征尺寸：40nm FwKT_XkY  
 总调制高度：200nm '7Q5"M'  
 高度轮廓 R-5EztmLae  
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j*;1  
u2}zRC=  
 效率 qn=~4rg]R  
]#x!mZ!  
?(rJ  
!(QDhnx}9c  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 av~dH=&=  
V}_M\Y^^;  
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粗糙度参数： M`{~AIqd(  
 最小特征尺寸：40nm |:Q`9;  
 全高度调制：400nm
ZxW4 i  
 高度轮廓 cG{>[
Lf  
t{A/Lq9AM  
9OI&De5?=V  
 效率 (^,4{;YQ5  
vK@t=d  
wd86 y  
"kHFt|%@  
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 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。 1FC' iGI  
TX/Ng+v S  
7. 总结 gN./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)。 ^6c=[N$aW  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 U5_1-wV  
 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。 rsSE*(T t  
 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。 01~&H8 =  

经典，学下。。。，，