[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&ajz  
-V'`;zE6  
1. 建模任务 U#B,Q6~  
DIk\=[{2q  
KAR XC,z  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 !  Z e  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 LNp%]*h  
E0nR Vg  
2. 建模任务：正弦光栅 !U,^+"l'GP  
[_3Rhp:  
x-z方向(截面视图) =jik33QV<  
XsldbN^6  
n0X_m@  
光栅参数： xHml"Y1  
 周期：0.908um (1bz.N8z  
 高度：1.15um J,s)Fu\j@  
(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) %j].' ;  
|~! R5|Q  
3. 建模任务 8F$b/Z  
imx/hz!  
lR!Sdd} -  
I#Q Tmg.  
/`iBv8!  
 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。 _v=@MOI/J  
w8t,?dY
 
 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。 Z=O2tR  
Co2* -[R  
5zlgmCGow  
Sx,O)  
4. 光滑结构的分析 Lw=.LN  
n9;+RhxA  
O&#bC  
@<]xbWhuw  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 eSynw$F2N  
 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% U.oxLbJ`  
mMqT-jT  
\TG!M]D:  
j+3~  
5. 增加一个粗糙表面 Sti)YCXH  
Q6y883>9  
BoB2q(  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ]1 #&J(  
 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。 4C(vBKl  
A>6b 6  
ZdE
eY|
j  
0s = h*"[  
ce{GpmW  
 6h N~<  
$Yt29AQ  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 ND
\&#  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 N2_j[Pe  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 W[o~AbU  
BRP9j y  
9&}`.Py  
T0WB  
6. 对衍射级次效率的影响 4Vj|k\vE4  

l=5(5\  
:X[(ymWNE  
粗糙度参数： ze Qgg|;  
 最小特征尺寸：20nm p(MhDS\J  
 总的调制高度：200nm ]GYO`,  
 高度轮廓 v*5n$UFV  
-6MgC9]  
o#{D;'  
%R5APMg1  
;C%40;Q  
 效率 'v4#mf  
\)VV6'zih  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 CGIcuHp  
QBa1c-Y  
XOO!jnQu  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm H,q
IHQW#  
 总调制高度：400nm 高度轮廓
L)VEA8}  
9|T%q2O  
k oo`JHC  
U9IP`)z_5t  
 效率 [JFmhLP9  
;HM& ":7  
 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。 < pI2
}  
KotJ,s]B  
粗糙度参数： S#qd#Zk|Y  
 最小特征尺寸：40nm goi.'8M|/b  
 总调制高度：200nm ,#&lNQ'I  
 高度轮廓 ,v:m  
.MuS"R{y  
oK@!yYv  
bL (g$Yi  
 效率 !8vHN=)z  
+ex@[grsGT  
^8aj\xe(  
tfj6#{M5  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 8qn1?Lb  
!v^D}P 3Y  
Kxz<f>`b/  
粗糙度参数： JpE4 o2  
 最小特征尺寸：40nm blph&[`}I  
 全高度调制：400nm .&.j?kb  
 高度轮廓 ?hvPPEJf  
KDgJ~T  
r]?ZXe$
;  
 效率 =:[Jz1M5  
y5iLFR3z  
= ^:TW%O  
4x.'H18  
Oi&.pY:X-  
 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。 /K2VSj3\  
M~w =ZJ@  
7. 总结
Y$!K<c k  
 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)。 QIF|pZ+^  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 :L&Bbw(  
 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。 E"bYl3  
 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。 +:?-Xd:p  

经典，学下。。。，，