[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。 <TDgv%eg0  
D*heYh  
1. 建模任务 B>gC75  
V[CS{H
y'  
*S*;rLH9c  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 {n{ j*+  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 m
/CA  
cLX~NPD/  
2. 建模任务：正弦光栅 =TU"B-*  
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x-z方向(截面视图) :*Sl\:_X)  
2g|+*.*`  
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X%=  
光栅参数： 5
q@o,d  
 周期：0.908um i $#bg^  
 高度：1.15um s!uewS.  
(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) 1NA>W  
`2 Z
  
3. 建模任务 4WU 6CN  
4,UvTw*2z  
iw<+rh*C  
8q}`4wC
D$  
yn"8Ma*  
 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。 A03,X;S+  
KTd4pW?w  
 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。 HtPasFrJ  
*b~$|H-\  
r>A,7{  
7hY~  
4. 光滑结构的分析 =l?5!f9  
}D{y u+)  
<LH(>  
m'@NF--#Oq  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 L-",.U*;  
 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% $D<LND=o=  
%Gh!h4Pv  
(khjP,  
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5. 增加一个粗糙表面 Sycs u_je  
Z[[@O  
r^q@rL>   
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 I~gU3(  
 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。 Z<;am  
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Si.3Je[q  
&FW|O(
]  
lt`#or"o  
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h,LwC9  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 P0Z1cN}  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 #0zMPh /U}  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 a}c.]zm]  
?L|m:A`  
%D
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j:0(=H!#  
6. 对衍射级次效率的影响 eZ8~t/8  
049E#[<Q"  
]SA]{id+  
粗糙度参数： ckHHD|  
 最小特征尺寸：20nm ^/h,C^/;  
 总的调制高度：200nm MDM/~Qpj_  
 高度轮廓 TGlIt<&  
i?.MD+f8  
Xb@lKX5Re  
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gf$5pp-  
 效率 _e E(P1  
FFQ=<(Ki  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Yg3Vj=  
""|vhgP  
.v?Ir)  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 8!(4;fN$j.  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 c*sK| U7)  

Vcm9:,Xlw  
S:"R/EE(  
+l+8Z:i<  
 效率 vN=e1\  
.'.#bH9K  
 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。 N|WZk2 "  
8+5z-vd  
粗糙度参数： z%Pbs[*C  
 最小特征尺寸：40nm sN]O]qYXJ  
 总调制高度：200nm J5b>mTvb  
 高度轮廓 -!zyit5B  
-HutEbkjx  
EdbLAagI6  
x%Ivd  
 效率 %eW[`uyV  
8FYcUvxfT  
\3a(8Em  
?0QoYA@.$  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 J\VG/)E  
nG hFYQl  
<!gq9  
粗糙度参数： k`[ L  
 最小特征尺寸：40nm k<x  %  
 全高度调制：400nm Q}.zE+  
 高度轮廓 l?F
-w;wHN  
oNH&VHjU  
hYOUuC  
 效率 s4h3mypw
 
K89 AZxH  
m/vwM
"  
[+dOgyK  
`3GC}u>}  
 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。 f7NK0kuA  
OT/*|Pn9  
7. 总结 #Q320}]{  
 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'_ z
]  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ANgfG8>  
 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。 $C@v
  
 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。 yf5X=f.%@  

经典，学下。。。，，