[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$6JzF$|F  
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qy LQ:6  
1. 建模任务 !E@4^A80\W  
OaH1xZNOC`  
ZZ*+Tl\ s  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ,'Sj:l  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 Y#<>N-X|kA  
CM`B0[B  
2. 建模任务：正弦光栅 xQ0.2[*5  
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x-z方向(截面视图) C{<H)?]*BF  
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光栅参数： Cm"7f!(#  
 周期：0.908um )q|a
Sd  
 高度：1.15um "p@EY|Zv%I  
(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).["fSV  
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3. 建模任务 $a#-d;  
X/BcS[a  
YwizA}a#  
ZBuh(be  
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 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。 +ktubJ@Qgj  
;.U<Lr^9#  
 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。 MUW&m2  
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]tx/t^&/\u  
E=# O|[=  
4. 光滑结构的分析 w!|jL $5L  
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zL!}YR@&u"  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 IgyoBfj\d  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% <Toy8-kj  
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-T=sY/O  
5. 增加一个粗糙表面 [pxC3{|d$  
BVzMgn;  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 JKTn  
 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。 ^xX1G_{  
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d+WNg2#v  
S;^'Ek"Z.  
x8!uI)#tS  
]o?r(1  
=Cc]ugl7-  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 AL{iQxQ6  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 :|%1i>O  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 \C<'2KZR,  
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6. 对衍射级次效率的影响 ;_S DW  

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粗糙度参数： 7{lWg x  
 最小特征尺寸：20nm ?mHu eX  
 总的调制高度：200nm \GPTGi5A  
 高度轮廓 5t,X;  
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&3$FkU^F6  
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 效率 w0X})&,{`m  
'{w[).c.  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ns#v?D9NF  
Y|6gg  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm T3NH8nH9"z  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 VVbFn9+V  
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LP'~7FG  
VCzb[.  
 效率 VwKfM MI8  
~ycWcZi>  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 7Ue&y8Yf  
M(1cf(<+  
粗糙度参数： &2nICAN[  
 最小特征尺寸：40nm ! u@JH`  
 总调制高度：200nm 2^%O%Pc  
 高度轮廓 ~^PNMZk  
[!#}#  
5<M$ XT  
z.|[g$F  
 效率 TBZhL  
7 lSR  
m.FN ttkM  
N;a'`l  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 @&x'.2[nv  
nRyx2\Py+  
mU]pK5  
粗糙度参数： $Wu|4]o>9  
 最小特征尺寸：40nm mV0u:ws  
 全高度调制：400nm ^{YK'60  
 高度轮廓 Zrzv';  
L|nFN}da  
8JXS:J.|v  
 效率 H43d[@h  
-p"}K~lt:  
yg6o#;  
xiV!\Z}  
2FY]o~@  
 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。 X|yVRQ?F`  
 @{Dfro  
7. 总结 yg4#,4---b  
 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)。 R8 LHwRQ  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 }:Y)DH%u  
 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。 %f?Zg44  
 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。 `(/xj{"Fr}  

经典，学下。。。，，