[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。 m}8c.OJ>K`  
;[%AeN5W  
1. 建模任务 R{Cj]:Ky  
!v$hqNt7  
Y2Y/laD  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 QDLtilf :  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 P PmE.%_  
z+Y0Zh";/#  
2. 建模任务：正弦光栅 ve'hz{W  
y/ vE  
x-z方向(截面视图)  QL  
0urQA_JC  
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光栅参数： _AK-AY  
 周期：0.908um &(irri_  
 高度：1.15um Lw2EA 5  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) 0(HUy`]>  
Sh=z  
3. 建模任务 W!htCwnkF  
kOeW,:&65  
!$Nh:(>:  
Ptn0;GC  
MT}9T  
 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。 O*T(aM3r  
E ekX|*  
 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GA1  
REc69Y.k  
AvH^9zEE(  
4Bs '5@  
4. 光滑结构的分析 j%Usui<DL  
PkMN@JS  
3hGYNlQ^  
<Zn]L:  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 $CRu?WUS]'  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% Wi)Y9frE  
<V>]-bl/  
_-$(=`8|<{  
<D%.'=%pZ  
5. 增加一个粗糙表面 =g UOHH  
0EKi?vP@y7  
#8i DM5:EQ  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 #;z;8q  
 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。 $mgW|TBXCQ  
^|hlY]Ev  
58V`I5_  
4hz T4!15  
"A6m-xE~  
+Hgil  
of659~EIW  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 lK 5@qG#  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 i}[cq_wJ  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 x8 _f/2&  
_(l?gj  
tp*.'p-SI  
L`NY^  
6. 对衍射级次效率的影响 xhK
8Q  
?I{L^j^#4  
_wH>h$E  
粗糙度参数： %PM&`c98z7  
 最小特征尺寸：20nm . |%n"{  
 总的调制高度：200nm R-LMV  
 高度轮廓 }IEwGoDwNs  
SO4?3wg7  
6I2`oag  
cD6S;PSg  
G%iTL"6  
 效率 & 6'Rc#\P  
M#nlKj<  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 '.EO+1{a  
~I6N6T Z  
4Hy/K^Ci  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm :^7>k
J5?  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 hh8Gr
l;  
xP4}LL9)  
;NU-\<Q{  
@,Z0u2WLl6  
 效率 .DNPL5[v  
7UIf  
 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。 &^2SdF  
y+3+iT@i  
粗糙度参数： % IHIXncv[  
 最小特征尺寸：40nm *4/FN TC  
 总调制高度：200nm >)F "lR:o  
 高度轮廓 J3`0i@  
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e:%|.$4OG  
 效率 jc!m; U t  
27k(`{K  
I4W@t4bZ  
t0+i]lr  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 {{jV!8wK  
=Ox}WrU~  
WQ{[q" O  
粗糙度参数： G4uG"  
 最小特征尺寸：40nm NV7k@7_{B  
 全高度调制：400nm W1 k]P.  
 高度轮廓 0:f]&Ng  
\?pyax8  
 D|)a7_  
 效率 3pg=9*{  
Fvf|m7  
f(Y_<%  
8l_M 0F,  
4qdoF_  
 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。 ^|H={pd'c0  
h%:rJ_#Zl  
7. 总结 V(_1q  
 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)。 P0e-v0  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 RWc<CQcL"  
 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。 -QroT`gy  
 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。 +? h}e  

经典，学下。。。，，