[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。
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1. 建模任务 )%-FnW  
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Cf91#%:cN  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 &;&i#ZO  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 lr=? &>MXj  
D\}^<HW  
2. 建模任务：正弦光栅 Qo4]_,kR  
Q]S~H+eRy  
x-z方向(截面视图) blpX_N  
FDbb/6ku  
IX$dDwY|O>  
光栅参数： hxP%m4xF +  
 周期：0.908um qg7.E+  
 高度：1.15um }TzMWdT  
(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) V:fz  
?T3zA2  
3. 建模任务 "T=Z/@Vy  
e=<knKc Q  
^HgQ"dD <  
Q>8F&p?R  
/x c<&  
 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。 5z~rl}`v  
B8F.}M-!  
 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。 H!
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d&BocJ  
`O?Kftv*  
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4. 光滑结构的分析 >v7fR<(%s  
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;R|i@[(J  
Bi;D d?.  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 Y,w'Op  
 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% t~U:Ea[gd  
]-QY, k  
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b`){f\#t  
5. 增加一个粗糙表面 #
tg,%*.s  
S96H`kedZo  
R4"*<%1  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 H
.*:+  
 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。 $&&mGD;?K  
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ZKy)
F-yX  
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hsG~xRA\  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 Oxo?\ :T  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 *j5>2-C &  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 GKT2x '(e  
7=i8$v&GX  
zx` %)r  
POvxZU  
6. 对衍射级次效率的影响 =
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粗糙度参数： <7'`N\a  
 最小特征尺寸：20nm Loz5[L  
 总的调制高度：200nm 1 aWzd[i  
 高度轮廓 NwAvxN<R(f  
L7i2is  
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og>& K  
TL&`Ywy  
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 效率 ~o{GQ>  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 0RHKzk6~c  
I(^pIe-  
v.iHgh  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm qt_ocOr  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 Dzd[<Qln  
J]&^A$  
7~b=G  
y7CC5S?  
 效率 a ?D]]0%  
pK`1pfih  
 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。 \^o8qw'pt  
*vy^=Yea  
粗糙度参数： !8g419Yg  
 最小特征尺寸：40nm >+,w2m@0  
 总调制高度：200nm U ?iw  
 高度轮廓 w8=&rzr8  
s!k7Wwj  
x
,wXR=H  
),{v  
 效率 u<L<o2  
0gRj3al(  
l7h6R$7; 0  
-VZn`6%s  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 87!D@X
n  
^bM\:z"M  
6=cfr; BH2  
粗糙度参数： m}UcF
oaO  
 最小特征尺寸：40nm zH"a>+st=  
 全高度调制：400nm su$IXI#R-&  
 高度轮廓 u+/Uc:XK)  
1JQ5bB"  
BiY-u/bH9a  
 效率 rn$G.SMgz  
]ilQq~X  
<OH{7>V  
V0)bPcS/  
,(u-q]8   
 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。 n~"qbtp}  
oACbZ#/@n  
7. 总结 SFu]*II;
{  
 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)。 xzi_u
.iOP  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 (k^%j  
 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。 noNJ+0S  
 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。 %p48=|+  
i:a*6b.U@N  
Iuyq!R4:7  
QQ：2987619807 a}e GB +