[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。 +B+cN[d  
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1. 建模任务 ^a3 (QKS  
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>N`, 3;Z  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 (C`nBiL<  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 $'!n4}$}  
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2. 建模任务：正弦光栅 ^l ;Bo3^_  
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x-z方向(截面视图) &DtI+)[|  
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光栅参数： }7fzEo`g  
 周期：0.908um r}|)oG,=  
 高度：1.15um W S9:*
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(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) Q>w)b]d~c  
p ~+sk1[.  
3. 建模任务 Ft:_6T%  
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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。 T{#=A$vu  
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 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 :G^4/A_  
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4. 光滑结构的分析 kY4h-oZ  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 )kKeA  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% j6 _w2  
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P=9sP:[f6  
5. 增加一个粗糙表面 K TE*Du  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 {+9t!'   
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 N=8CVI  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 ydzvjp=  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 " M&zW&  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 "KY]2v.  
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6. 对衍射级次效率的影响 MB.LHIo  
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粗糙度参数： ,#.^2O9-^  
 最小特征尺寸：20nm v[m1R'  
 总的调制高度：200nm /q`f3OV"  
 高度轮廓 &#]||T-  
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F@X8a/;F-  
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 效率  qJj5_  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 O<0-`=W,a  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm sQY0Xys<4  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ^F/H?V/PX  
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Jz_`dLL^w  
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 效率 ?eR^\-e  
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 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 rAQ3x0  
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粗糙度参数： d[KG0E5`  
 最小特征尺寸：40nm s.@DI|Gnf  
 总调制高度：200nm  Ml,87fo  
 高度轮廓 l8!n!sC[
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)G9,5[  
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 效率 Q<Th*t  
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0-A@X>6bs  
&#[6a&9#[A  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ?$X1X`@  
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粗糙度参数： KZTT2KsYl  
 最小特征尺寸：40nm p%y|w  
 全高度调制：400nm ;(9q, )  
 高度轮廓 sBu- \P#  
cH\.-5NQ  
C&KH.h/N  
 效率 e?!A]2  
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Yf,U2A\  
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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。 \*$''`b)j  
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7. 总结 djtCv;z  
 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)。 Ycve[31BDd  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 gS4@3BOw&.  
 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。 |
Orp:e!  
 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。 2AI~Jm#  
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