[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。 4gC(zJ  
yP# Y:s  
1. 建模任务 P?f${t+  
Qt{){u
E  
keRLai7h  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 He'VqUw_  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 95~bM;TVr  
#J3o~,t<  
2. 建模任务：正弦光栅 VnkhY  
WwTl|wgvyI  
x-z方向(截面视图) HQ9tvSc  
0+op|bdj  
`r-Jy{!y4  
光栅参数： \1joW#  
 周期：0.908um 9uWg4U  
 高度：1.15um ~mt{j7  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) (>A#|N1U  
aY?VP?BL  
3. 建模任务 ;@ixrj0u  
I50LysM  
sV2D:%\K:  
LKcp.i  
A32Sdr'D  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 t !6sU]{  
#`gX(C>  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 Xwo+iZ(a  
)#M$ov  
[zN*P$U]  
(_ :82@c  
4. 光滑结构的分析 |wv+g0]Pg^  
x3FB`3y~s  
#z&R9$  
~<<32t'S:  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 $8U$.~v  
 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% v5\ALWy+p  
1aS:bFi`  
mMXDzAllB  
Gr&e]M[l  
5. 增加一个粗糙表面 >Tl/3{V  
xS%
&l)dT  
P.q7rk<  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 +JC"@  
 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。 goyDG/  
AEnkx!o  
w=(dJ(7gu  
5lD`qY  
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jB  
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*q=\
e9  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 "#gKI/[qxq  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 hQe78y  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 kG5+kwV=:  
B.od{@I(Xp  
!ck~4~J  
8(Ptse  ,  
6. 对衍射级次效率的影响 ,7s+-sRG  
Tim/7*vx  
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粗糙度参数： RAu(FJ  
 最小特征尺寸：20nm Zy9IRZe4U  
 总的调制高度：200nm ~
a2|W|?  
 高度轮廓 b49h @G  
8r"-3<*  
V >eG\  
,Nw2cv}D  
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 效率 XX90Is  

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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Z]{=Jy!F  
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Bf  y  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 9pj6`5Zn@6  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 fW=<bf  
73S N\  
Q6URaw#Yt`  
GY@:[u.&  
 效率 Y=Ic<WHR  
A:y^9+Da  
 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。 ct=K.m@E%X  
x\ #K2  
粗糙度参数： X!~y&[;[C  
 最小特征尺寸：40nm p`\>GWuT!  
 总调制高度：200nm xH` VX-X3  
 高度轮廓 |%|Vlu  
h,&{m*q&  
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?5B?P:=kl  
 效率 B>cT<B  
K% snE7X?)  
Mr4,?Z&`-d  
~;]zEq-hG  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 M6A0D+08  
.]4MtG  
2/A*\  
粗糙度参数： `S-%}eUv  
 最小特征尺寸：40nm -\B*reC  
 全高度调制：400nm tcl9:2/^]  
 高度轮廓 b?,%M^9\`  
J9XH8Grk-  
j@+$lU*r  
 效率 3HcduJntl  
-'D~nd${  
cl4_M{~  
jy>?+hm?  
(xTGt",_Jo  
 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。 ^[bFGKE  
-w"lW7
 
7. 总结 4:**d[|1  
 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)。 Nr*X1lJ6  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 O x`K7$)  
 光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。  W{Z7=  
 利用VirtualLab光栅工具箱，光栅表面的粗糙度可被加以考虑。因此，由于加工引起的结构差异产生的影响可被估算。 kMLJa=]$  

经典，学下。。。，，