[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。 ^e^M A.kM,  
A;q}SO%b  
1. 建模任务 >$?$&+e}  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 /nGsl<  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 (A/V(.!  
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2. 建模任务：正弦光栅 >/ W:*^g)  
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x-z方向(截面视图) %0$$tS +  
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光栅参数： :a[L-lr`e  
 周期：0.908um 1[:?oEI  
 高度：1.15um T>.*c6I b  
(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) IbF[nQ  
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3. 建模任务 Xr6UN{_-  
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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。 aOA;"jR1  
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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。
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4. 光滑结构的分析 o} YFDYi  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 q6%jCt2'  
 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% 'Oyz/P(p  
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5. 增加一个粗糙表面 R%"wf   
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 [x kbzJ  
 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。 :{E;*v_!v  
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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)。 MRMswNQ  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 kXFgvIpg<  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 )[.FUx  
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6. 对衍射级次效率的影响 7hlgm7^  
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粗糙度参数： }te\) Yk.N  
 最小特征尺寸：20nm a^hDxeG  
 总的调制高度：200nm SzR7:U  
 高度轮廓 MDZ,a0?4t  
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 效率 .]SE>3  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 5(W`{{AW  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 'H+H4(  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 /GCI`hx>"  
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E/Q+^?  
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 效率 TPEg>[  
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 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。 Xxhzzm-B  
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粗糙度参数： r%\(5H f  
 最小特征尺寸：40nm =+HMPV6yg7  
 总调制高度：200nm e"Kg/*Ji1  
 高度轮廓 'id]<<F  
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 效率 Eh/B[u7T[  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 }q7rR:g  
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粗糙度参数： Z7>pz:,  
 最小特征尺寸：40nm ?"-%>y@w  
 全高度调制：400nm ,kS3Ioj  
 高度轮廓 30cZz  
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rV;X1x}l  
 效率 B'<k*9=Nv8  
H&Jp,<\x  
3Run.Gv\  
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4B?8$&b  
 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。 @)nxX))a  
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7. 总结 r: Ij\YQ  
 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)。 O_-Lm4g?4  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 {6}H}_(]  
 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。 P|c[EUT  
 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。 B q/<kEgM  
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