[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。 ^(r?k_i/  
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1. 建模任务 +q[puFfl  
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GcmN40  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Ii_X^)IL(  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 x >hnH{~w  
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2. 建模任务：正弦光栅 o|FRG{TJ  
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x-z方向(截面视图) t:X\`.W  
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光栅参数： EW7heIT$  
 周期：0.908um l6IpyIex  
 高度：1.15um q{?Po;\D  
(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) jr29+>  
`'H"|WsT  
3. 建模任务 G'T/I\tB  
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Uax[Zh[Cg  
Au(zvgP  
 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。 Q{F*
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r*'a-2Au  
 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。 p}_n :a  
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4. 光滑结构的分析 +MU|XT_5|6  
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z  
AdMA|!|:hc  
MdM^!sk&`  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 oju)8
H1o#  
 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% /<,LM8n  
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5. 增加一个粗糙表面 w],+lN;  
X+2aP'D  
X=$WsfN.h  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 2~<N  
 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。 /
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*;b.x"  

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~u|k1  
"|<6bA  
A<-Prvryt  
`@?f@p$(B  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 L7oLV?k  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 x|C[yu^c  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 g_'F(An  
;o*n*N  
MR:GH.uM:  
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6. 对衍射级次效率的影响 &s m7R i  
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粗糙度参数： =d07c  
 最小特征尺寸：20nm GiI|6z!  
 总的调制高度：200nm #lDf8G|ST~  
 高度轮廓 7u8HcHl  
"o.V`Bj  
8/lv,m#  
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LS1r}cl  
 效率 iEd%8 F h  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Bc1[^{`bq^  
%g1{nGah  
AL*P2\8  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm I{>U7i 5  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 (Ic{C5'  
=~;SUO  
$@]tTz;b  
cTpmklq  
 效率 'nH/Z 84  
+bC-_xGuh  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 7+^9"k7  
cspO5S>#  
粗糙度参数： Vy*&po[   
 最小特征尺寸：40nm 5:[<pY!s#  
 总调制高度：200nm ki/xo^Y2<  
 高度轮廓 V/%tFd1  
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 效率 m$glRs @  
l+# l\q%l  
iCA!=%M@D  
m(Hb! RT  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ~`J/618  
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粗糙度参数： MF+J3)  
 最小特征尺寸：40nm m~KGB"  
 全高度调制：400nm ZM)YRdh  
 高度轮廓 {a>a?fVU  
Rx';P/F0C  
V=#
L@ws  
 效率 {\tHS+]  
HK~uu5j  
?~G D^F  
R <kh3T  
\W^Mo>l  
 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。 .}KY*y  
S@Rw+#QE  
7. 总结 ^Y mq<*X  
 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)。 *eE&ptx1  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 OyTEd5\3  
 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。 Q)"L8v v  
 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。 'G3;!xk$  

经典，学下。。。，，