[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。 `TOm.YZG  
NI\jGR.  
1. 建模任务 \L(~50{(  
iu2{%S)w  
{?17Zth  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。
B{lBUv(B  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 hkee,PiiP  
dmW0SK   
2. 建模任务：正弦光栅 :aR&t#<"E  
J"L+`i  
x-z方向(截面视图) iZB?5|*  
lzN\~5a}  
YgCJ s;  
光栅参数： DDyeNuK  
 周期：0.908um lO9ML-8C1  
 高度：1.15um VlXUrJ9&  
(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) DZ |0CB~  
K 38e,O  
3. 建模任务 v{"$:Z ow  
+ZEj(fd9  
r1yz ?Y_P  
J1T_wA_  
_$]3&P  
 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。 ;tP-#Xf  
anjU3j  
 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。 V<Q''%k  
+1~Y2   
}eetx68\  
qI"Xh" c?  
4. 光滑结构的分析 o<`Mvw@Z  
$DeHo"mg7m  
JwL}|o6  
//n$#c_}u  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 *JDQaWzBd  
 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% m-4P*P$X  
*]NG@^y  
t<wjS|4  
ZgK[,<2  
5. 增加一个粗糙表面 HjAhz  
a,i k=g  
"`qmeZ$rg  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 byoP1F%  
 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。 Jd?N5.  
E1IT>_  
m r"b/oM{  
/N.xh  
>zF
k}/  
Y S/x;  
(Ild>_Tdb`  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 P0VXHE1p  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ICAp  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 $p:RnH\H1  
M#%l}  
SO @d\H  
(iQ< [3C=  
6. 对衍射级次效率的影响 x7\b-EC  
qF'lh  
3/_rbPr  
粗糙度参数： Q*4{2oQ  
 最小特征尺寸：20nm +~xY}  
 总的调制高度：200nm K#Ia19au5  
 高度轮廓 #&0G$~  
|H-%F?<{  
|i_+b@Lul  
<@:RS$"i  
o%3i(H  
 效率 uCkXzb9_z  
eXKpum~  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 #+CH0Z  
eX)'C>4W  
k
U:ge  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm tb$I8T  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 Sc b'  
u@&e{w~0  
<pA%|]  
'q>2WP|UY9  
 效率 /q1k)4?E  
pLYLHS`*  
 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。 ;|qbz]t2(  
W%ml/ 4  
粗糙度参数： M./1.k&@  
 最小特征尺寸：40nm V.w L  
 总调制高度：200nm CFK{.{d]B  
 高度轮廓 ,~Y[XazT
 
aH/8&.JLi  
88x2Hf5I  
fQm3D%  
 效率 [0bp1S~  
DpCe_Vb%M  
,FIG5-e,}  
u
@]rR&h`  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 GG
&J  
-HwqR Ys  
)7c/i+FsC  
粗糙度参数： mzO5&h7  
 最小特征尺寸：40nm q$7w?(Lk  
 全高度调制：400nm @\U;?N~k  
 高度轮廓 L;\f^v(  
xs 1V?0  
J,G/L!Bp  
 效率 FPb4VJ|xm  
=W*Ro+wWb  
@[LM8 @:  
&?@gCVNO,  
/+wCx#!  
 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。 \h>6k  
Sq]VtQ(  
7. 总结 a#D \8;  
 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)。 fQU5'wGp  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ]FNe&o1zX  
 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,D3F -+f  
 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。 ffW-R)U|3  

经典，学下。。。，，