[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。 \3@AC7  
P>t[35/1  
1. 建模任务 [#R<Z+c  
'qg q8  
s GP}>w-JZ  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 :{v:sK  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 R?Or=W)i  
/8` S}g+  
2. 建模任务：正弦光栅 W<D(M.61A  
:J}@*>c  
x-z方向(截面视图) $yx34=  

(g@e=m7Q  
#}A >B  
光栅参数： sm>Hkci%
 
 周期：0.908um VoJelyzh  
 高度：1.15um zSiSZMP"  
(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) emV@kN.  
cKX6pG  
3. 建模任务 k+S 6)BQ7U  
N|ut^X+|\  
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zAxwM-`  
-vfV;+3  
 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。 x6ig,N~AO  
o?J>mpC  
 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。 hsQrHs'k  
?7cF_Zvve  
G1"=}Wt`  
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: D7  
4. 光滑结构的分析 3a4 ]{  
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Cse@>27s  
N+?kFob  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 (r^IW{IndX  
 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% 'H`_Z e<  
9k^;]jE  
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5. 增加一个粗糙表面 1px:(8]{  
VB 8t"5  
BcT|TX+ct  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 v5t`?+e  
 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。 qx"?')+  
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*Df|D/,WE  
[j5^Zb&0  
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 IjDG  
`\&qk)ZP  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 ,h1r6&MEY  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 +MQf2|--  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 R9yK"  
P$@5&/]  
0X)'8N  
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6. 对衍射级次效率的影响 S{z%Q  
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粗糙度参数： ^n<p#0)+a  
 最小特征尺寸：20nm ;sa
-Bh=j^  
 总的调制高度：200nm { >Y<!  
 高度轮廓 11 .RG *  
/ GJ"##<  
Vd|5JA}<"  
"wxs  
;=Bf&hY&  
 效率 D;<Qm,[  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 v^[Ny0c
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W?'!}g(~  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm FQ?H%UcW  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 0sq/_S  
KI$?0O  
L"tj DAV  
^#S  
 效率 .dp~%!"Sn,  
~/\;7E{8!  
 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。 OR( )D~:n  
X?Omk, '  
粗糙度参数： 5<a)SP 0  
 最小特征尺寸：40nm T |'Ur#  
 总调制高度：200nm Os8]iNvW\  
 高度轮廓 #0L:h?L  
7esG$sVj(  
A@_F ;4X  
8{JTR|yB  
 效率 K~@-*8%  
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z86+  
kd'qYh  
=}r&>|rrJ  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 c.,:rX0S  
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f;pR8  
粗糙度参数： 0} liK  
 最小特征尺寸：40nm >H5BY9]I  
 全高度调制：400nm cPI #XPM=  
 高度轮廓 ',6QL4qV/  
[4Glt>Nj>  
/n?5J`6  
 效率  mbd
  
))G%C6-  
vo uQ.utl  
x7Ly,  
0'BR Sa<  
 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。 XOgX0cRC4  
x;Dr40wD@y  
7. 总结 '_r|L1  
 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)。 P!B\:B%4~]  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 +VDl"Hx  
 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。 fPK|Nw]b  
 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。 A0O$B7ylQ  

经典，学下。。。，，