[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。 kTgEd]^&D  
P= NDS2  
1. 建模任务 lL3U8}vn  
oMa6(3T?E  
T8$y[W-c  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 73;GW4,  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 W${Ue#w77  
}Sv:`9=  
2. 建模任务：正弦光栅 W|mo5qrLS2  
TvbE2Q;/UL  
x-z方向(截面视图) usF.bkTp  
gM:".Ee  
ON(kt3.h  
光栅参数： wmLs/:~  
 周期：0.908um %h!B^{0  
 高度：1.15um UCjld  
(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) Q;rX;p^W  
8d'0N  
3. 建模任务 5rik7a)Z]  
)SGq[B6@I  
b]KBgZ  
\4fQMG  
9yP;@y*d  
 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。 3!]rmZ-W  
` Sz}`+E  
 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。 '`Hr}  
VOLj>w  
NzvXN1_%  
dy[X3jQB  
4. 光滑结构的分析 3Y$GsN4ln  
~t~|"u"P  
WpvhTX  
]Y&VT7+Z  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 V'gh6`v  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% 9pfIzs su3  
'I;zJ`Trd  
OjA,]Gv6  
V0mn4sfs  
5. 增加一个粗糙表面 a%0EiU  
VIf.q)_k  
pA4xbr2  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 X:{!n({r=  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 f$QNg0v  
_+MJ%'>S
 
vl)l'
 
8&dF  
T)_hpt.  
J'r^/  
r3?o9D>  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 _yR^*}xJb  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 _aeBauD  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 *LY8D<:zs  
,a? oaPH  
uyx 2;f  
fc>L K7M  
6. 对衍射级次效率的影响 A3*!"3nU  
alb.g>LNPP  
_)-o1`*-  
粗糙度参数： V=3b&TkE  
 最小特征尺寸：20nm k9F=8q  
 总的调制高度：200nm pfI&E#:5  
 高度轮廓 %&bY]w  
<gBA1oRz  
BJ(M2|VH  
V(*
(F7+  
/qw.p#  
 效率 #`s"WnP9'!  
Z3!`J&  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 "
kFg  
P!k{u^$L  
TL#3
;l^  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm }ad|g6i
`  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 |wj?ed$ f  
SgOheN-  
<a+Z;>  
Y<8vw d  
 效率 0m ? )ROaJ  
tLmTjX .6  
 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。 zx7{U8*`<  
u#SWj,X  
粗糙度参数： ?bu>r=oIO]  
 最小特征尺寸：40nm LOJAWR9$^U  
 总调制高度：200nm {l>hMxij  
 高度轮廓 8~gLqh8^V  
A5w6]:f2  
a.6(K  
v.5+7,4  
 效率 `9.r`&T6K  
PFK  '$  
g=o4Q< #^y  
v*yuE5{  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 3f;>" P}  
pD]
OT-8  

-Y;3I00(  
粗糙度参数： j <RrLn_  
 最小特征尺寸：40nm gPc=2  
 全高度调制：400nm 7=, ;h  
 高度轮廓 c[Zje7 @  
-|\ZrE_h  
C"enpc_C/  
 效率 Mb7I[
5v  
Y[S1$(K&*  
HUOj0T  
]M
'=^32  
M& CqSd  
 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。 5NLDYi@3  
BL58] P84  
7. 总结 5E_YEBO/  
 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)。 5rUdv}.  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 uRe'%?W  
 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。 YT8F#t8  
 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。 2VCI 1E  

经典，学下。。。，，