[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。 0KknsP7  
,<]X0;~oB  
1. 建模任务 |/
B2Bm  
ghq#-N/t  
G&FA~c  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 1RC(T{\x  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 5N=QS1<$5  
_B4H"2}[Y  
2. 建模任务：正弦光栅 cY1d6P0  
>*v!2=  
x-z方向(截面视图) (xnXM}M&2Y  
z)$X/v  
6BT o%  
光栅参数： Y>}[c   
 周期：0.908um Ik_u34U  
 高度：1.15um AN;SRl  
(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) "W:#4@ F  
E;7vGGf]  
3. 建模任务 6J3:[7k=&  
sBozz#  
~Dsz9 f  

RtZK2  
|y+<|
fb,a  
 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。 dD _(MbTt  
cfn\De%.  
 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。 W10=SM}  
@SH%l]  
4RgEN!d?H  
rSGp]W|  
4. 光滑结构的分析 zqqu7.`  
M~ =Bln5  
e.X*x4*>~  
R7xKVS_MP  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 FGzMbi<l#(  
 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% ESdjDg$[u  
NYS|fa  
Gt9(@USK  
`Mj>t(  
5. 增加一个粗糙表面 ".Lwq_  
FbxrBM  
~";GH20  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 TiiMX  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 KW^#DI6tr  
Kh{C$b  
<5oG[1j  
|etA
2"r&  
4`(b(DL]  
y7)s0g>%H  

I$Z8]&m  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 $LxfdSa  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 /%W&zd
=%#  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 @9yY`\"ed  
J!l/!Z>!cF  
LEnm6  
8t{-  
6. 对衍射级次效率的影响 !3]}3jZ.  
JA
.J~3  
7m{YWR0  
粗糙度参数： Mp8BilH-T  
 最小特征尺寸：20nm Dwvd  
 总的调制高度：200nm ~Q
q0  
 高度轮廓 9?4EM^-  
&<Gs@UX~w  
D;~c`G "f  
okl*pA)  
s@Q, wa(  
 效率
<F~0D0G  
$j ZU(<4,  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 RgF5w<Vd.  
"oZ$/ap\  
>P@JiR<@\n  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm I-=H;6w7  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 :fxG]uf-
P  
v61'fQ1Qg!  
C(t>ZR  
=Zg%& J  
 效率 Sdk:-Zuv  
5*Wo
/%#q  
 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。 //[zUn  
Sqt'}  
粗糙度参数： UK{6Rh ;  
 最小特征尺寸：40nm nhbCk6Y5LZ  
 总调制高度：200nm s>A!Egmo  
 高度轮廓 QX1rnVzg0  
"r:i  
tH7@oV;  
%fv;C  
 效率 BqF%2{  
i4',d#  
"s:eH"_s  
@|N'V"*MT  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 fR:BF
47  
jbDap i<  
l6YToYzE2  
粗糙度参数： LjE@[@d  
 最小特征尺寸：40nm uQ}0hs  
 全高度调制：400nm /b$0).fj@,  
 高度轮廓 F(yx/W>Br_  
]bPj%sb*@  

\0{g~cU4  
 效率 5tSR2gG#K,  
C(
ay7  
@[:JQ'R=  
vf|lF9@U  
qtqTLl@u  
 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。 u-31$z<<5}  
I6k S1  
7. 总结 Hy?+p{{G  
 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)。 `]+-z+  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ^KBE2C  
 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。 (Wj2%*NT  
 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。 7]i=eD8  
mt0ZD}E  
Tb2Tb2C  
QQ：2987619807 &TpzJcd"