[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。 vUYJf
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1. 建模任务 ,;.B4  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 dk_,YU'z  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 yGvDn' m  
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2. 建模任务：正弦光栅 dTN$y\  
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x-z方向(截面视图) x_==Ss  
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光栅参数： aDL)|>"Q  
 周期：0.908um l"J*
)P
 
 高度：1.15um yGiP[d|tRc  
(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) k6Ihc?HL  
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3. 建模任务 Z
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V+lRi"m?|  
 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。 Q,.By&  
o+<29o  
 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。 [pii  
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4. 光滑结构的分析 }[ ].\G\G  
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H]s4% 9T  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 rA,CQypo  
 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% SIq1X'7  
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5. 增加一个粗糙表面 AD]e0_E  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 OX+hZ<y  
 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。 b,dr+RB  
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I}+;ME|<2  
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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)。 ==N` !+  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 !hCS#'  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 lkA^\+
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6. 对衍射级次效率的影响 DLi?'K3t  
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粗糙度参数： HzvlF0f  
 最小特征尺寸：20nm e.l!3xY2'  
 总的调制高度：200nm "Sjr_!u  
 高度轮廓 CWi8Fv  
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 效率 bLbR IY"l  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 -[DWM2C$K4  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm d~@q%-`lA  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ?x3Jv<G0*  
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 效率 eA=WGy@IcN  
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 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 y-9+a7j  
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粗糙度参数： ?n]FNjd  
 最小特征尺寸：40nm :#u}.G  
 总调制高度：200nm ^.goO]  
 高度轮廓 5~+XZA#2  
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 效率 !aNh!  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 dqc1q:k?$  
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粗糙度参数： 4(cJ^]wb^  
 最小特征尺寸：40nm S8vV!xO  
 全高度调制：400nm Vz%OV}\  
 高度轮廓 >t  <pFh  
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L{8;Ud_2r  
 效率 p &(OZJT  
U \oy8FZ  
KE}H&1PjU  
x,8<tSW)Z  
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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。 ?+2b(2&MXE  
2oVV'9;B  
7. 总结 !EBY@ Y1  
 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)。 2/7_;_#vJ%  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 #VGjCEeU  
 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。 e3[:D5  
 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。 OCV+h'  
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