[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。 i< ih :  
\h-[
u%  
1. 建模任务 #ua#$&p  
}IV7dKzl  
iG;6e
~p  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Q_dFZ  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 [8"nRlXH  
pO^ 6p%  
2. 建模任务：正弦光栅 <AVpFy  
@*oi1
_q  
x-z方向(截面视图) DeUDZL%/  
&~j"3G;e  
mp#5Vc  
光栅参数： ?$ 3=m)s  
 周期：0.908um a
U3&=aN+  
 高度：1.15um [L8gG.wy  
(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) sJ,zB[e8  
T:si?7CR  
3. 建模任务 eaI&DP  
Cc^t&Eg  
R\<^A~(Gl  
"0 v]O~s  
S^_na]M"4  
 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。 Eb.{M  
t~Uqsa>n@'  
 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。 S4Rv6{r:  
A`@we  
!v^D j']  
@g{=f55  
4. 光滑结构的分析 RGiA>Z:W  
gAE}3//  
htaB!Q?V  
Q>.-u6(&  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 O6`@'N>6P  
 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% E_h9y  
ZXco5,1  
f[.]JC+,  
6gp3n;D  
5. 增加一个粗糙表面  ~d }-  
5L4~7/kj  
`T-(g1:9  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 $N+azal+y  
 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。 kJ~^ }o  
T-27E$0  
RY*6TYX!  
)]/!:I4e  
D3I;5m`_  
^UJO(  
E;h#3 B9  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 %N!Y}$y  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Q<"zpwHR  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 )9Jt55
0(  
50CU|  
r|&qXb x  
0BD3~Lv  
6. 对衍射级次效率的影响 )2\6Fy0S  
0|d%@
  
= uOFaZ4  
粗糙度参数： JeiW z1t  
 最小特征尺寸：20nm `/#6k>  
 总的调制高度：200nm o\2#o5#  
 高度轮廓 $ZE OE8.\  
n2$*Z6.G  
{+Eq{8m`  
)u<sEF  
iA=
9Lel  
 效率 lqu1H&  
Y,?rykRj  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 @v|_APy#  
[Q)lJTs  
`57ffQR9  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm GCc@ :*4[  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 QarA.Ne~  
"Sl";.  
3q<\ \8Y*  
#Jg)HU9  
 效率 6N6d[t"  
yay{lP}b"  
 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。 (]rtBeT  
is`le}$^y  
粗糙度参数： ~`T3 i  
 最小特征尺寸：40nm EpS"NQEe  
 总调制高度：200nm "]`!#5j^WP  
 高度轮廓 DaaLRMQ=  
^c
d+W?  
m ?LOd9  
6f0 WN  
 效率 *YYm;J'  
sJ!AI n<  
|UE&M3S  
2{g~6U.  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 H$WuT;cTE  
k.?b2]@$  
)9J&M6
LX  
粗糙度参数： +.5 /4?  
 最小特征尺寸：40nm :jgwp~l  
 全高度调制：400nm 8D)2/$NsY}  
 高度轮廓 Id|38   
9 *Q/3|
 
IC37f[Q  
 效率 r6QNs1f~.  
ho;Km  
?< mSEgvu  
X5'foFE'
  
U!TFFkX[  
 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。 Il>!C\hU  
&p`RKD  
7. 总结 }n oI2.-#  
 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)。 cYq<.A(hVj  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 8E ^yHd4Y  
 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。 #8QQZdC8`  
 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。 RT4ns+J1  

经典，学下。。。，，