[分享]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。 q:-]d0B+  
 ny  
1. 建模任务 1Oca@E\Z.  
D#/%*|  
]EVe@  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 _Xk03\n6  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 43u PH1 )  
PQ&Q71  
2. 建模任务：正弦光栅 6N%L8Q  
Xv-1PY':pA  
x-z方向(截面视图) A"BtVy[[9  
o! 2n}C  
iFwyh`Bcg  
光栅参数： *m| t=9E  
 周期：0.908um Vyq#p9Q  
 高度：1.15um p'Y&Z?8  
(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) Ukh$`q}  
Wlr&g xZ  
3. 建模任务 qr'x0r|<>  
%TW%|"v  
[V2omSZo  
<wUD  
(DG@<K,6  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 DYT@BiW{  
o%/-5-  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 S6Xb*6  
Fi?32e4KI5  
un$ Z7W/  

2xL!PR-  
4. 光滑结构的分析 a+YR5*&[OO  
Q3NPwM  
-'O Q-5  
{?@t/.4[W3  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 h V|v6 _  
 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% b"R, p=M  
:Wyn+  
P7'oXtW{o  
0
8Pt(kzNA  
5. 增加一个粗糙表面 ih+*T1#:(  
7]/dg*A )C  
.])>A')r  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 '!j #X_;  
 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。 6?1s`{yy  
J{Y6fHFi  
1a($8>  
V-D}U$fw  
#D|! .I)  
Q vv\+Jp^  
!G)mjvEe  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 la G$v-r  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 a,/M'^YyN  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 :X'*8,]KHH  
E;6Y? vJ  
54 M!Fq-  
.-SDo"K.h  
6. 对衍射级次效率的影响 !Y ;H(.A/  
2-vJv+-
 
'}U_D:o.b  
粗糙度参数： Q!4i_)rM  
 最小特征尺寸：20nm wF|0n t  
 总的调制高度：200nm ioB|*D<U2  
 高度轮廓 5kGxhD  
B#HV20\?v  
k1ipvKxp:8  
^=eq .(>  
Wmzq  
 效率 q+YuVQ-fx  
E S#rs="  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ZWf-X  
[<]Y
+33  
1 L+=|*:  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 4`'8fe/"  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 Um]p&phVL  
6-mmi7IfO  
6OfdD
.y  
z=ML(1c=  
 效率 -Qg 2qN2{  
( MB`hk-d  
 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。 UH5w7M  
 Sa%zre@  
粗糙度参数： uz]E_&2  
 最小特征尺寸：40nm @O@fyAz  
 总调制高度：200nm `@h:_d  
 高度轮廓 .CVUEK@Z4  
<A)+|Y"^h6  
.qSBh hH\  
;knd7SC  
 效率 Nc{]zWL9  
d!`lsh@tF  
Qm $(  
Ds{{J5Um%  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 >R(8/#|E  
3>i>@n_  
u FMIY(vB  
粗糙度参数： *Wzwbwg  
 最小特征尺寸：40nm JxjP@nr  
 全高度调制：400nm Iph3%
RaE  
 高度轮廓 :bwM]k*$  
?$3r5sx  
6^Ph '  
 效率 VJ3hC[  
WElrk:b  
;P3>>DZ  
#e*X0;m  
j8pFgnQ  
 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。 fCB:733H  
8)sg_JC  
7. 总结 C*7!dW6  
 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)。 Wdo#?@m  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 -PM)EGSk{  
 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。 ~uB'3`x  
 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。 l<TIG3bs  
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QQ：2987619807 BjiYv}J