[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。 x`B:M7+\  
<`MHra8  
1. 建模任务 br'~SXl  
<GoE2a4Va  
c/g(=F__[  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ^//N-?Fx  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 gHox{*hb[  
G&3j/5V  
2. 建模任务：正弦光栅 =U,;/f  
!;R{-  
x-z方向(截面视图) *DG*&Me  
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9Ft)VX  
光栅参数：  *riGi  
 周期：0.908um T /]ayc:  
 高度：1.15um ` 
0\hm`  
(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) mTs[3opg  
ShSh/0   
3. 建模任务 .Hgiru&  
qrt+{5/t  
MhJ`>.z1  
,'ndQ{\9  
<|m"Q!f  
 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。 M5%xp.B  
KNK0w5  
 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。 `ZNjA},.  
'fg`td  
BJ&>'rc  
67n1s  
4. 光滑结构的分析 69IBG,N'  
Hq%`DWus\  
y:W$~<E`p  
yLY2_p-X  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 6Qx
LHQA  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% .#+rH}=Z  
q=R=z$yr  
KUly"B  
rj:$'m7  
5. 增加一个粗糙表面 '!y ^  
AE<AEq  
YJ:CqTy  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 [[bMYD1eO  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 J0s8vAs  
8, WQ}cC  
F<^,j7@  
V;)'FJ)]  
6X'RCJu%  
Ky$<
WZs  
4y P $l  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 KIuYWr7&  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ETtK%%F0  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ; 4S#6#  
\l]jX: 9(  
)Wc#?K  
~xXB !K~C  
6. 对衍射级次效率的影响 Xbap'/t  
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"+7~C6[s  
粗糙度参数： o}NKqA3  
 最小特征尺寸：20nm - +>
~  
 总的调制高度：200nm fEgZ/p!g  
 高度轮廓 1`h`-dqr#  
X}?cAo2N  
xorFz{  
<xc"y|7X  
@YT=-  
 效率 4>, <b1Y  
os#j;C]l  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ZPMX19  
U2SxRFs >  
(M[Kh ^  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ;
/EH@V|  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 E8?Q>%_  
Gq0~&6  
x.45!8Zb  
27Lya!/  
 效率 X|8Yz3:o  
b@5bN\"x$  
 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。 ch< zpo:  
VS 8|lgQ  
粗糙度参数： )iEK7d^-  
 最小特征尺寸：40nm 9K)OQDv%6D  
 总调制高度：200nm }F@`A?k  
 高度轮廓 &jg,8  
y0rT=kU  
(*hA0&n  
g]d@X_ &D  
 效率 W_M]fjL.  
k*^.-v  
qWr`cO~hc  
5oORwOP  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 A03PEaZO  
OlV>zam  
La3f{;|u5M  
粗糙度参数： <Oy%  
 最小特征尺寸：40nm qQVqS7 t  
 全高度调制：400nm 5"@<7/2qI  
 高度轮廓 g#Yqw  
`
uGX/yQ#=  
xb1)ZJH  
 效率 deTUfbd'  
c) 1m4SB@  
/T_tI R>  
v<;,x  
%f, 9  
 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。 Z.,Pl  
`ORDN|s6  
7. 总结 VsUEp_I  
 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)。 I ][8[UZ  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 [0_Kz"|  
 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。 lt(,/  
 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。 A$|> Jt  

经典，学下。。。，，