[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。 o<*H!oyP\  
pq 4/>WzE  
1. 建模任务 U*.Wx0QM  
'WEypz  
p#VA-RSUQ|  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ,\y)k}0lH  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 6!|-,t><  
XwKB+Yj0  
2. 建模任务：正弦光栅 cxBu2(Y  
Jww LAQ5  
x-z方向(截面视图) PVGvjc  
G@Z,Hbgm  
I`?6>Z+%)  
光栅参数： +Ar=89  
 周期：0.908um |[ymNG  
 高度：1.15um O1+2Z\F  
(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) 
\,<5U F0  
t(-`==.R  
3. 建模任务 kW"6Gc&HUN  
VKW9Rn9Qg  
f;<qGM.#|  
1+1Z]!nG#!  
3snr-)   
 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。 3jMHe~.E<  
j]uL9\>  
 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。 xE$(I<:  
0_d,sC?V  
N"X;aVFs_  
>k gL N  
4. 光滑结构的分析 Q;]g9T[)  
)Mw<e  
kPt9(E]  
%E\&9,  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 %#!pAUP\&  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% 9>y6zFTV  
RrMC[2=  
`mN*"1p-  
T~shJ0%  
5. 增加一个粗糙表面 f9A^0A?
c  
mez )G|  
rQ0V3x1"Qx  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ( Z-~Eh  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 p~ `f.q$'  
}]0f -}  
;t'~  
ES~ykE  
x.Sq2rw]V  
~-r*2bR  
iqCZIahf  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 jOuz-1x,&  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 7O3\  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 B+yr 6Q.  
gAcXd<a0  
=d#3& R]p  
ekB
!d  
6. 对衍射级次效率的影响 _e/>CiN/  
-5 -X[`cF  
,z6&k  
粗糙度参数： BdHLow  
 最小特征尺寸：20nm tOn_S@/r  
 总的调制高度：200nm GT|=Kx$;  
 高度轮廓 &lg+uK  
2=pVX  
Og8
:  
ps:|YR  
vO#4$,  
 效率 8$ dJh]\Y  
]-O/{FIv  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 tWkD@w`Lnn  
o,a3J:j]  
T7eo_Mn  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm o g.LD7&/  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ;74hOHDS  
S?.2V@Ic  
Rg! [ic !  
sMh3IL9(*  
 效率 PfTjC"`,  
R3;GMe@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。 @C40H/dE  
DJSSc  
粗糙度参数： M~Tq'>Fn  
 最小特征尺寸：40nm .%>UA|[~:  
 总调制高度：200nm !$ikH,Bh  
 高度轮廓 mVGQyX  
XYD}OddO  
k?|l;6  
SEm3T4dfzf  
 效率 ^S*~<0NQ'  
Y4,~s64e  
r (Ab+1b  
\gferWm  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 -Y'Qa/:7  
/
5:C$ik  
fw@n[u{~  
粗糙度参数： ;RNU`Ip  
 最小特征尺寸：40nm Jvt| q5  
 全高度调制：400nm +ZeHZjd  
 高度轮廓 iTi]D2jC  
9:N@+;|T  
ikf6Y$nWfF  
 效率 YX38*Ml+V  
cOa.]Kk  
5I9~OJ>  
5tI4m#y2  
wzhM/Lmo\z  
 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。 Nqcmj
Hvy  
K@lZuQ.1  
7. 总结 kW>Q9Nc=V  
 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)。 rjfcZ@  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 NBzyP)2)  
 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。 L<bZVocOb_  
 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。 D@"g0SW4  
,Oojh;P_  
=~
Oi:+L  
QQ：2987619807 pE(\q+1<