[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。 UkGCyGyZ[  
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1. 建模任务 8*a&Jl  
g< .qUBPKX  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 #gw]'&{8D  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 see
BS/%  
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2. 建模任务：正弦光栅 n'6jou  
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x-z方向(截面视图) lsNd_7k  
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P=G3:eX  
光栅参数： Q#zmf24W  
 周期：0.908um mpJ#:}n  
 高度：1.15um )whA<lC  
(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) ^pk7"l4Xm  
Aq7osU1B  
3. 建模任务 ufT`"i  
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 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。 GWip-wI  
u\JNr}bL  
 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。 4H]L~^CD  
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4. 光滑结构的分析 wLr_-vJ  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 3? +H
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 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% !%0 *z  
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kMd.h[X~  
5. 增加一个粗糙表面 H7:] ]j1  
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B^9j@3Ux  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 h.t-`k7  
 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。 3m)y|$R  
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V "h +L7T  
J/*`7Pd  
c0u^zH<  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 [ibu/W$  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ^J;bso`  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 b SU~XGPB  
g}',(tPMZ  
_5N]B|cO  

3$9W%3  
6. 对衍射级次效率的影响 n6a`;0f[R  
W6/yn
 
B`J~^+`[*  
粗糙度参数： )+2hl  
 最小特征尺寸：20nm LSr]S79N1  
 总的调制高度：200nm Jze:[MYS  
 高度轮廓 mL: sJf  
[HZv8HU|  
A~t j/yq9  
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6~w@PRy  
 效率 WI-1)1t  
9zy!Fq  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 r<^HmpUJ  
;;N9>M?b  
^ (zYzd  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ^$hH1H+V  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 |8tilOqI  
.ctw2x5W  
E09:E  
:&9s,l  
 效率 [K0(RDV)%  
7E~;xn;  
 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。 N5b!.B x-w  
OYTkV}tG  
粗糙度参数： )|=j`jCC  
 最小特征尺寸：40nm &FN.:_E  
 总调制高度：200nm
j HJ`,#  
 高度轮廓 P me^l%M  
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y/ef>ZZ  
O[JL+g4  
 效率 [:SWi1cK2  
338k?nHxv  
{[?(9u7R  
(M.&^w;`,  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 %aVq+kC h  
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粗糙度参数： PBTnIU  
 最小特征尺寸：40nm JYbL?N  
 全高度调制：400nm ou{2@"  
 高度轮廓 l?n\i]
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N~zdWnSZ@G  
 效率 }*pi<s  
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Uf;^%*P4  
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-**g~ty)  
 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。 |[aiJR[Q  
VY=jc~c]v  
7. 总结 |"CZ
T#  
 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)。 O.M>+~Nw  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 #( 146  
 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。 4yA+h2  
 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。 O`t&ldU  

经典，学下。。。，，