[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。 ]mYY1%H8M  
nqr[HFWs  
1. 建模任务 v\&Wb_;A  
X+iUT  
D;m>9{=  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 y_QK _R<f  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 /-1[}h%U'  
Td?a=yu:J  
2. 建模任务：正弦光栅 IRD?.K]*  
bz,C%HFA  
x-z方向(截面视图)  z7>  
.]P@{T||Y  
o AvX(  
光栅参数： Kk-A?ju@g  
 周期：0.908um tK0?9M.)  
 高度：1.15um Ub0g{   
(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?IFI  
fsb_*sh&  
3. 建模任务 %i$]S`A}  
e0qU2  
# sm>;+J  
S}mqK|!
 
UhXZ^k3  
 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。 ^GHA,cSf  
|cUTP!iy  
 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。 +O2T%  
n](Q)h'nlo  
kg1z"EE  
ZXlW_CGO  
4. 光滑结构的分析 .3M=|rE  
#[ipJ %  
Z2!O)
8  
dJ#mk5= "  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 IXc"gO  
 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% F=bX\T7  
\%g# __\  
:VGvL"Kro  
&3#19v7/  
5. 增加一个粗糙表面 EA) K"C  
n j0!  
/-4rcC  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ,*!HN &  
 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。 \("|X>00  
BUvE~l.,|  
B"P-h^oiV  
!#xk?LyB  
eEl}.W}  
{)=h  
mW-4  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 xy;u"JY*  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Y- esD'MD  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 >PHin%#  
^--kcTiR%  
U|ZYoc+](  
H!PMb{
e
 
6. 对衍射级次效率的影响 Vz[tgb]-  
:QGgtTEV""  
-q'G]}  
粗糙度参数： J$"3w,O6+U  
 最小特征尺寸：20nm 8=\}#F  
 总的调制高度：200nm j%%& G$Tfu  
 高度轮廓 p(vmMWR!  
QmxI;l  
$z[FL=h)?+  
JiH^N!  
p`N+9t&I4  
 效率 H;D5)eJ90  
&pCa{p  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 zp.-=)D4e  
/h6K"w=='!  
x6N)T4J(  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm }3HN$Fwo  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 lW6$v* s9  
,y5,+:Y ~  
we?
# Dui  
rHngYcjR  
 效率 ^W#161&  
=2J^ '7  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 ykMdH:  
X?f\j"v  
粗糙度参数：
}%)]b*3  
 最小特征尺寸：40nm [8%R*}  
 总调制高度：200nm :LrB9Cf$n  
 高度轮廓 dBRK6hFC  
z}.Q~4 f0D  
[[FDt[
l4  
P z< \q
;  
 效率 <ddXvUCX  
H;w8[ImK  
G1tua"Px  
"Sb<"$:  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 -F7P$/9  
lD9QS ;  
to,\sc  
粗糙度参数： 0#y i5U  
 最小特征尺寸：40nm 'Bx"i  
 全高度调制：400nm ^7l+ Ofb3  
 高度轮廓 ~CX1WPMI:  
?Z(xu~^/  
OrPi ("/  
 效率 h[(.  
6N< snBmd  
W @ ?*~  
'f_[(o+n  
8*&|Q1`K:  
 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。 rK~Obv  
i K,^|Q8  
7. 总结 SX1w5+p$C  
 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)。 ;s\ck:Xg  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 c9O0YQ3&8  
 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。 vw2yOLRX  
 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。
B>r>z5  
@V=HY  
LS%;ZKJ  
QQ：2987619807 ]5a,%*f+