[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。 ,Dab(  
b($9gre>mI  
1. 建模任务 H-,p.$3}  
M]Hf>7p  
6e>P!bo  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 LzTdi%u$0|  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 i@`qam   
2#(dfEAy  
2. 建模任务：正弦光栅 vw6>eT  
~KQiNkA\|l  
x-z方向(截面视图) B3|G&Kg  
Q7#t#XM  
~ <36vsk  
光栅参数： dY{qdQQ}  
 周期：0.908um `mthzc3W  
 高度：1.15um 11vAx9  
(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) s:K'I7_#@  
k4PXH  
3. 建模任务 I5@8=rFk  
p\P)    
$0gGRCCG;  
:K~sazs7J  
Dz&,g+>$J  
 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。 Cg(&WJw(ep  
Bg[_MDWc-P  
 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。 &5[B\yv  
Eunmc  
v\@pZw=x  
Z,tHyyF?j  
4. 光滑结构的分析 Wecxx^vtv6  
W&k@p9  
0NK|3]p  
c^rWS&)P  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 :p%#U$S4  
 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% UxxX8N  
==UYjbuU  
SOZs!9oi  
 =W&m{F96  
5. 增加一个粗糙表面 7GTDe'T  
ol K+|nR  
_K&Hiz/'  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 {V pko  
 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。 c39j|/!;Y  
%LM6=nt  
$Dd-2p  
$o0.oY#  
E0x\h<6W~  
+MD84YR  
FQ>kTm`d
 
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 x]@z.Yj  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 t3!OqM  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 u0]u"T&N!  
/O
Ya1,  
%NfXe[T  
 +hKs  
6. 对衍射级次效率的影响 C_'EO<w$  
jABFdNjri  
8rx|7  
粗糙度参数： "h #
/b}/  
 最小特征尺寸：20nm )&O6d .  
 总的调制高度：200nm [?hvx}  
 高度轮廓 xjSzQ|k-  
V1,/qd_  
7#W]
Qj  
\#xq$ygg  

`GkCOx,  
 效率 Faa>bc~E  
OrYN-A4{
 
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 V2|By,.  
C/QmtT~`e  
yXoNfsv  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm Mk0x#-F  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 nF_q{e7  
8{QCW{K  
.k-6LR  
-`DYDIr  
 效率 Ep;i],}  
d:w/{m%#  
 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。 <i4]qO(0u  
Kc95yt  
粗糙度参数： 6PYm?i=p?  
 最小特征尺寸：40nm G0|}s&$yL  
 总调制高度：200nm _"Z?O)d*  
 高度轮廓
g1|Pyt{  
#HH[D;z  
%\(-<aT  
4sntSlz)~k  
 效率 UWEegFq*
 
tkR~(h  
]hS<"=oj  
u:lBFVqk  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 %qz-b.  
iN. GC^l  
B1J,4  
粗糙度参数： U3z23LgA  
 最小特征尺寸：40nm auc:|?H~1n  
 全高度调制：400nm W4&8  
 高度轮廓 m~*qS4  
0 K#|11r  
<W!nlh  
 效率 Jz>P[LcB  
@IsUY(Gu  
xjiV9{w  

rh1PpsSc  
P7b"(G%  
 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。 K=HLMDs  
-&`_bf%M  
7. 总结 F<4:P=  
 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)。 3e;|KU   
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 c5$DHT@N"  
 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。 krFp q;  
 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。 #7Q9^rG  

经典，学下。。。，，