[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。 'i,<j s3\f  
O<Kr6+ -  
1. 建模任务 gR6:J  
"mOoGy,(  
V_~wWuZ-  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 @
@5u{K  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 '!0CwZ 7  
/i"EVN`t  
2. 建模任务：正弦光栅 Bj2rA.
M  
wO"Q{oi+  
x-z方向(截面视图) mZ5UaSG  
H!A^ MI  
<omz9d1  
光栅参数： 5 909O  
 周期：0.908um ,lUo
@+  
 高度：1.15um #K[ @$BY:  
(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) +VeLd+Q}  
x4. #_o&  
3. 建模任务 Qw^tzP8  
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sPw(+m*C   
f8j^a?d|
  
\uaJw\EZ  
 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。 fG{oi(T  
E|TzrH  
 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。 ^"f  
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E+HxUJ  
=_86{wlk  

pr?/rXw  
4. 光滑结构的分析 =Dz[|$dV  
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k8ck#%#}Wu  
pg<>Ow5,~l  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 +u#x[xO  
 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% $X?V_K;9/  
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NplSkv  
Gl:ASPZ6  
5. 增加一个粗糙表面 7jPmI  
Wama>dy%  
p.HA`R>  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 :NLNxK  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 K+\hv~+@  
GZ={G2@=I  
qha<.Ro  
vEsSqzc  
`+uXL9
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sF$m?/Kt  
.phQ7":`  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 El%(je,|  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 eG v"&kr  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 |#wz)=mD  
>MT)=4 9q  
H/$q]i*#K  
H4,yuV  
6. 对衍射级次效率的影响 xh0A2bw'OP  
d%hA~E1rR  
[7V]=] p  
粗糙度参数： =S,<yQJ  
 最小特征尺寸：20nm H<;j&\$q  
 总的调制高度：200nm WQx;tX  
 高度轮廓 keOW{:^i  
0^[6  
4lCm(#T{,  
%Qq)=J<H;  
ny={V*m  
 效率 
v%5(-  
"=.|QKC1`  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 d}_c(  
x(=x;X$[^  
s`RJl V  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm JuSS5_&  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 `@7tWX0  
H%]ch6C  
-::%9D}P|  
VKz<7K\/  
 效率 Ck?:8YlF  
Ah{pidUx  
 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。 Hw&M2a  
}8 _9V|E  
粗糙度参数： -^v}T/Kl#  
 最小特征尺寸：40nm zD<9A6AB  
 总调制高度：200nm VAGMI+ -  
 高度轮廓 EG4bFmcs  
2j1v.%  
*J5RueUG  
shIi
,!bZ  
 效率 }TJ|d=  
i0Q _f!j  
+|)1_NK  
jMui+G(h  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 e-3pg?M  
%C0O?q  
A>%UYA  
粗糙度参数： e
.|RC  
 最小特征尺寸：40nm u%T$X
G  
 全高度调制：400nm ^
@L l(?  
 高度轮廓 Fi%W\Y'  
$1zeY6O  
*M<BPxh0w]  
 效率 1idjX"'  
8~(+[[TQ@  
pkfOM"5'  
]q[  
s8Ry}{  
 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。 ,9tbu!Pvq  
_7.GzQJ  
7. 总结 j /dE6d  
 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)。 l3?,gd.-  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 :Mu8W_  
 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。 Y:!/4GF  
 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。 l&??2VO/t  

经典，学下。。。，，