[技术]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。 tw;}jh  
9;{CIMg&  
1. 建模任务 dd;~K&_Q/i  
<E~'.p,  
M%HU4pTW#o  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 23PGq%R  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 dPlV>IM$z  
@JMiO^  
2. 建模任务：正弦光栅 .#gzP2 [q  
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x-z方向(截面视图) 79gT+~z  
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N}   
+(Ae4{z"1+  
光栅参数： 0mE 0 j  
 周期：0.908um [0!(xp^  
 高度：1.15um y(#e}z:  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) ZK,G v  
j#|ZP-=1_  
3. 建模任务 4?kcv59  
K;?+8(H  
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>MZ/|`[M  
yWK)vju"  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 5m@V#2^P  
BGSw~6  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 )lkjqFQ(  
C%u28|  
{7[Ox<Ho  
x2xRBkRg=  
4. 光滑结构的分析 C|bET  
V~GDPJ+  
YK_7ip.a[  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 "oyo#-5z  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% /ZX}Nc g  
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4W75T2q#  
5. 增加一个粗糙表面 -"x$ZnHU  
_ q"Gix  
F,kZU$  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ).O)p9  
 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。 ~N4m1s"  
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Pz7XAcPQ(  
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:FF=a3/"6  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 Py<}S-:  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 6BlXLQ,8q  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。  7GGUV  
6]N.%Y[(  
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6. 对衍射级次效率的影响 \U0Q<ot/7  
Jm@oDME_E  
l (o~-i\M  
粗糙度参数： Om&Dw|xG8  
 最小特征尺寸：20nm /v}`l  
 总的调制高度：200nm z:O8Ls^\T  
 高度轮廓 4-w{BZuS  
"@kaHIf[  
KvSG;  
HW|IILFB
 
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 效率 x-c"%Z|  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ICCc./l|  
~&O%N  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm CTK;dM'uQ  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 1YA% -~  
Xj*Wu_  
|ZBw<f  
g0H[*"hj  
 效率 p_ =z#  
:gT4K-Oj  
 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。 H]s.=.Ki  
i4Jc.8^9$  
粗糙度参数： ^.tg7%dJ  
 最小特征尺寸：40nm mOSv9w#,  
 总调制高度：200nm 8MBAtVmy  
 高度轮廓 ^8tEach  
R]dg_Da  
t) +310w  
K,]=6Rj  
 效率 n%-0V>  
=;k|*Ny  
.hiSw  
tkhCw/  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 5f/`Q   
e)ZUO_Q$  
>/\'zi]L  
粗糙度参数： wzaV;ac4K  
 最小特征尺寸：40nm Mtv?
:q  
 全高度调制：400nm $(9U@N9E  
 高度轮廓 U.TA^S]`g  
Jwp7gYZ  
pp2~Meg  
 效率 \9d$@V  
Q&&@v4L  
WHI`/FM  
"L1Zi.)  
z2c6T.1M  
 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。 {$r[5%L\H  
;=@0'xPEa-  
7. 总结 ddo#P%sH'  
 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)。 9l,oP?  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 
:]c3|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。 }
%z  
 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。 1}37Q&2  

经典，学下。。。，，