[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。 f"u*D,/sS  
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1. 建模任务 2aZw[7s  
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5wao1sd#  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 8M
*PML4r  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 d6{Gt"  
O`GsS{$sS  
2. 建模任务：正弦光栅 _mvxsG  
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x-z方向(截面视图) kv,%(en]  
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光栅参数： F;ZSzWq  
 周期：0.908um lE8&..~l$+  
 高度：1.15um s`j~-P  
(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) _-!sBK+F  
PP~rn fE  
3. 建模任务 ZoB*0H-  
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7'-Lp@an  
 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。 r)9Dy,  
PjT=$]  
 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。 -!;l~#K=  
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xqXDxJlns  
4. 光滑结构的分析 !MDNE*_
 
U-k+9f 0  
f'Iz G.R  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 6$a$K,dZ  
 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% bPD`+:A_  
cfox7FmW  
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5. 增加一个粗糙表面 jV#ahNq;  
8zLY6@
  

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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 fP tm0.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。 i&njqK!wS  
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f)c~cJz<q  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 svelYe#9z  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 }pk#!
N  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 bWl5(S` Z  
l$K,#P<)  
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6. 对衍射级次效率的影响 -U<Upn)2  
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粗糙度参数： aK,z}l(N  
 最小特征尺寸：20nm `c/*H29  
 总的调制高度：200nm 6.5T/D*TT  
 高度轮廓 dC
=)^(  
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OA:%lC!  
nA|.t  
M :3u@06a  
 效率 hS[yNwD  
) \Y7&  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 -",=G\XZ  
-p-B2?)A  
bifS 2>c  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm &U+ _ -Ph  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 9Rm/V5  
w ;daC(:  
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th6+
2&B6  
 效率 ?u4INZ0W  
7nbB^2  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 |AlR^N  
LPG`^SA  
粗糙度参数： 'Dvv?>=&  
 最小特征尺寸：40nm /8VP[i)u  
 总调制高度：200nm K"<PGOF  
 高度轮廓 c}3W:}lW  
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X7,
PEA  
 效率 =%zLh<3v  
@&D?e:|!U  
|uW:r17  
Z%GTnG|rG  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 h^ -.]Y  
 )1g"?]  
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粗糙度参数： fN"(mW>!  
 最小特征尺寸：40nm SXao|{?O  
 全高度调制：400nm jCTAKaq  
 高度轮廓 Qu,8t8  
6t/`:OZC:  
OD Ur  
 效率 .^$YfTabq  
yr#5k`&\_  
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JbB}y'c4}=  
I\qYkWg7  
 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。 =)O,`.M.Y  
1FtM>&%4  
7. 总结 n.hv!W0  
 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)。 ~}K5#<  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 i(?,6)9  
 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。 -@>BHC  
 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。 CF|]e:  

经典，学下。。。，，