[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。 5'w&M{{9  
Es\J%*\u  
1. 建模任务 +Ll29Buyi  
9U )9u["DH  
}6{00er  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 wM-H5\9n  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 Q{miI N  
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2. 建模任务：正弦光栅 VuK>lY&  
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x-z方向(截面视图) _oefp*iWS  
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光栅参数： NH=@[t)P,  
 周期：0.908um MFWkJbZV  
 高度：1.15um zx+}>(U\U  
(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) i!(5y>I_  
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3. 建模任务 <'hoN/g  
I,]q;lEMt  
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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。 ]j$(so"  
j*GS')Cm  
 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。 >dwWqcP  
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Df(+@L5!  
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4. 光滑结构的分析 Rz*GRe
 
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{QOy' 8/  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 P/q] 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% tk:G6Bkid  
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5. 增加一个粗糙表面 1
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 G2P:|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。 p&HO~J
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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)。 5as5{"l  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 um( xZ6&m  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 <;1M!.)5  
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{yd(n_PqY  
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6. 对衍射级次效率的影响 :1]J{,VG  
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粗糙度参数： $Ny:At  
 最小特征尺寸：20nm n+2>jY  
 总的调制高度：200nm ?_T[]I'  
 高度轮廓 m)r,  
G%K&f1q%  
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Gj[5ew?@  
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 效率 =gZA9@]W2  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响  um2}XI  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm pP#|: %  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 q_"w,28  
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 效率 TS=U%)Ik  
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 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 X[SIk%{D  
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粗糙度参数： l701$>>  
 最小特征尺寸：40nm (io[O?te  
 总调制高度：200nm x]4>f[>*>  
 高度轮廓 u Qg$hS  
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OgHqF,0MN  
'X?Iho  
 效率 /1Ss |.  
F4ylD5Y!  
DwWm(8&6;}  
1hc`s+N  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 jBd=!4n  
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粗糙度参数： } na@gn  
 最小特征尺寸：40nm
oqg +<m  
 全高度调制：400nm 7=&+0@R#/d  
 高度轮廓 'Axe:8LA'  
b%0@nu4  
+Z]}ce u"  
 效率 6:?mz;oP  
xP27j_*m>  
2av=W  
}U%T6~_wR  
NW&2ca  
 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。 BQs\!~Ux2  
:%+9y @%  
7. 总结 (.5Ft^3W  
 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)。 :u)Qs#'29  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 qt4%=E;[  
 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。 t%@u)bp  
 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。 6^2='y~e  

经典，学下。。。，，