[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。 pm=O.)g4`  
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1. 建模任务 x^)?V7[t  
{:"<E?+  
j~\FDcG*ed  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ,sc#l<v  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 53aJnxX  
Mx,5  
2. 建模任务：正弦光栅 C TG^lms  
Ww8U{f  
x-z方向(截面视图) U1/I(w  
6P>Y2xV:  
W^^0Rh_  
光栅参数： =/'>.p3/S  
 周期：0.908um XQ[\K6X5  
 高度：1.15um ^kcuRJ0*$  
(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) eSObOG/  
7Z:HwZ  
3. 建模任务 FLQke"6i0:  
v `/nX->  
X:`=\D  
PtUS7[]  
|*J;X<Vm  
 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。 V+1
c<LwT  
$~:ZzZO  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 @Yb8CB  
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U_t65  
:,p3&2I  
: ^}!"4{  
4. 光滑结构的分析 @ ^F{  
{}'Jr1  
|b='DJz2  
9(HGe+R4o  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 6@#=z  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% 4IW90"uc  
R6 ej  
ts[8;<YD  
}T}c%p  
5. 增加一个粗糙表面 {-7ovH?  
T7ShE-X  
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OL-  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 d=+zOF  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 2<0".5+I  
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]S?G]/k}  
R3_;!/
1  
[m< jM[w{  
A6_ER&9$>N  
?T%"Jgy8  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 (]mBAQ#hw  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 SLkgIb~'X  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 {
be|G^.c  
b?Q$UMAbH  
?en-_'}~a  
*R4=4e2#S  
6. 对衍射级次效率的影响 c3fi<?0&|  
G^<m0ew|  
H 9/m6F  
粗糙度参数： T[[E)f1[  
 最小特征尺寸：20nm *pS3xit~  
 总的调制高度：200nm "3 2Ua3m:G  
 高度轮廓 >3p8o@:  
[}Rs  
""V\hHdp  
<Cs9$J  
Y~( 8<`^  
 效率 gQhYM7NP{5  
qa:muW  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 |,.1=|&u  
GmUm?A@B  
[UdJ(cGf  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm `tHF}  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 !L|VmLqa  
*6_>/!ywI  
ZW;Re5?DJ  
Zn|lL0b{q  
 效率 .Q</0*sp  
%AT/g&M&1#  
 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。 4rCw#mVtB  

-DZ5nx  
粗糙度参数： 7we='L&R  
 最小特征尺寸：40nm w1F)R^tU  
 总调制高度：200nm N-p||u  
 高度轮廓 V+})$m*>  
WT 5 2  
gz:US77  
A i#~Eu*  
 效率 Kx;la  
Aba%QQQ  
@Ko}Td&E(  
[4])\q^q  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 =jG."o  
qssK0!-  
=':SOO7  
粗糙度参数： |hvclEu,  
 最小特征尺寸：40nm >n&+<06  
 全高度调制：400nm j3?@p5E(  
 高度轮廓 k_OzkEM9!  
8X\":l:  
$U^ Ms!'L  
 效率 |t58n{V.O  
9~r8$,e  
QcdAg%"yy  
pe\]}&  
<{HV|B7  
 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。 y&F&Z3t  
[GW;RjPE  
7. 总结 uH} }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)。 0bQ"s*K  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 99Nm?$g  
 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。 S]c&T`jx  
 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。 Fy^8]u*Fu  
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QQ：2987619807 R{Me~L?