[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。 d5b \kRr  
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1. 建模任务 +y}4^3Vx^  
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Er 4P  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ="M7F0k  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 +x?_\?&Ks  
E~k_4z%M  
2. 建模任务：正弦光栅 d{~5tv- H  
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x-z方向(截面视图) w_*UFLMSqR  
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光栅参数： Hcts^zm2u  
 周期：0.908um m{~p(sQL  
 高度：1.15um #<^ngoOj  
(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) >Ei-Spy>Xl  
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3. 建模任务 z}L3//  
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q;XO1Se  
 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。 =Wb!j18]  
LTSoo.dE  
 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。 @D
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]w)*8 w.)  
a0s6G3J+9  
4. 光滑结构的分析 dWg09sx  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 6?"k&O  
 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% ,gvv297  
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FIB 9W@oao  
5. 增加一个粗糙表面 uk8vecj  
ZTq"SQ>ym  
L(a){<c  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 K):MT[/"  
 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``X6=rcG  
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ac/=%om8u  
"IK QFt'  
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i  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 qkCj33v  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Z+mesj?.  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 {}vB#!  

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6. 对衍射级次效率的影响 {x$h K98  
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粗糙度参数： sT.
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 最小特征尺寸：20nm }RGp)OFY&  
 总的调制高度：200nm KUr}?sdz  
 高度轮廓 xB1Oh+@i  
Ha U6`IP  
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s^ t1T&  
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 效率 Ab]`*h\U  
G8m:]!  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 _L?`C  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ls(lL\  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 f0 ;Fokt(  
@KM !g,f  
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 效率 63ig!-9F  
{X=gjQ9  
 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。 Gw"H#9J} T  
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粗糙度参数： *c\:ogd  
 最小特征尺寸：40nm xt! DS0|*Y  
 总调制高度：200nm *vx!twu1o  
 高度轮廓 8vhg{L..  
TFX*kk&R  
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99'e)[\  
 效率 gm**9]k^{  
N:#"4e  
xLfx/&2  
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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。 V~V_+  
9{gY|2R_  
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粗糙度参数： d" T">Og)  
 最小特征尺寸：40nm jU1([(?"  
 全高度调制：400nm /{eD##vhP  
 高度轮廓 O|t@p=]  
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 效率 icq!^5BzL  
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ZK=`Y@  
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VdrqbZ   
 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。 d!+
8  
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7. 总结 <ID/\Qx`q  
 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)。 0w'%10"&U+  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 L&[u
E;ro  
 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。 B}Q.Is5  
 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。 sdk%~RN0T  
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