[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。 )u<sEF  

Nn%{Ka  
1. 建模任务 xHI>CNC,  
+HNQ2YZ  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 0e3aWn  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 G:f]z;Xdp  
aN.Phn:  
2. 建模任务：正弦光栅 RM,r0Kv17Y  
V7 c7(G  
x-z方向(截面视图) L7 qim.J  

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.|cQ0:B[  
光栅参数： '%kk&&3'  
 周期：0.908um v2dCna\  
 高度：1.15um d&t|Y:,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) C2FewsRz  
r\a9<nZ{  
3. 建模任务 ]M>mwnt+  
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<T<?7SE+  
a+IU<O-J?  
 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。 b=.Ikt+y  
8D)2/$NsY}  
 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。 Id|38   
9 *Q/3|
 
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W|; .G9  
4. 光滑结构的分析 _=8x?fC:rl  
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oj[Wzeg%  
4w\cS&X~C  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 (Z;-u+ }.  
 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% 5q}680s9+  
1]m]b4]  
h)fi9  
5&\Q0SX(~  
5. 增加一个粗糙表面 "\U$aaF  
~~]L!P  
MW6d-  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 v4DF #O  
 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。 T[;O K  
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j[v<xo  
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?(n|ykXwc  
]8<;,}#  
m:.ywiw=  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 c4k3|=f  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 YFL9Q<  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 f)~urGazS  
z;x$tO  
1zl6Rwk^o  
KAT4C 4=,  
6. 对衍射级次效率的影响 JFIUD{>fp  
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]2+7?QL,  
粗糙度参数： jqhd<w  
 最小特征尺寸：20nm Kzfa4C  
 总的调制高度：200nm %tT&/F  
 高度轮廓 6V KsX+sd  
PTXy:>]M  
a=+qR:wT  
}E+#*R3auB  
`B}(Ln  
 效率 N=YRY
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%(79;#2`  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Ph'*s{  
%qfql  
DJ2EV^D+P  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm rhGHR5 g  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 7y1J69IK  
{L$]NQdz  
.^6"nnfA#
 
hz
\F
q1  
 效率 4W &HUQ?^  
DG}} S5  
 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。 5*l~7R  
\BOZhXfl'  
粗糙度参数： p,.+i[V  
 最小特征尺寸：40nm BWamF{\d1a  
 总调制高度：200nm .H {  
 高度轮廓 BFmd`#{l  
uO
%G,b  
z=J%-Hq>  
D<B/oSy  
 效率 I0trHrX9  
tt2`N3Eu\  
6Lk<VpAa  
UT|FV twO  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 -]\cUQ0  
L s6P<"V  
5}@6euT5$  
粗糙度参数： >DeG//rv
 
 最小特征尺寸：40nm `OO=^.-u  
 全高度调制：400nm {1,]8!HBJ  
 高度轮廓 c%%r  
|-GmWSK_  
:SjTkfU  
 效率 UE33e(Q<  
L5=Tj4`  
`@eo <6  
o_>id^$>B  
>Ng7q?h   
 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。 -h+=^,  
WlVp|s{TYP  
7. 总结 &"]Uh  
 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)。 d5mhk[p7\J  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 *)+1BYMo  
 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。 T|dQY~n~  
 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。
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QQ：2987619807 SA@MJ>Z