[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。 gzthM8A  
~P85Or  
1. 建模任务 x2\,n  
hX~d1.]Y  
x_vaYUl)  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 #,1Kum bG3  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 I|*w?i*  
Re{vO&.  
2. 建模任务：正弦光栅 `r:n[N=Y&  
CD'.bFO^+T  
x-z方向(截面视图) 7Rf${Wv0  
^b]h4z$  
c|%.
B2  
光栅参数： 6;g"`l51  
 周期：0.908um Y9)
uy 8c  
 高度：1.15um B'OUT2cgB  
(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) OsMU>v }m  
T\VKNEBo  
3. 建模任务 -rSpgk0wL  
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RG9YA&1ce  
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"/e:V-W   
 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。 )A}u)PH4O  
x roo_  
 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。 XrY\ot`,D  
KErQCBeJ  
WleE$ ,  
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4. 光滑结构的分析 r%*,pN7O  
{2EIvKu3:  
E)l0`83~^  
YL_M=h>P  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ALVHKL2  
 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% J3OxM--8"  
h\#\hx  
slC 38  
#)&kF+  
5. 增加一个粗糙表面 Cku#[?G  
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$9!2c/  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 .v?x>iV  
 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。 \':'8:E  
K( : NshM  
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c]SXcA;Pmv  
z ;>xI~  
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&\8qN_`  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 7>#?-, B  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 I!FIV^}Z(  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 eD4D<\*  
'MLp*3djF,  
$T.uIq  
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6. 对衍射级次效率的影响 w;@NYMK)  
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粗糙度参数： e[<vVe!  
 最小特征尺寸：20nm a8D7n Ea  
 总的调制高度：200nm usj:I`>  
 高度轮廓 >KPxksFR8  
7Gwn,&)  
aQjs5RbP~  
;gS)o#v0  
muh[wo  
 效率 &8p]yo2zO  
w ]8+ OP  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 :1>h,NKC>  
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0wR  
?4k/V6n@y  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm lZ5LHUzP  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 j<"@Y7  
\9 ,a"g  
>A5*=@7bY?  
I+08tXO  
 效率 (*~'#k  
tx` Z?K[  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 Y-yozt  
{KQ-QKxxS  
粗糙度参数： {5 V@O_*{  
 最小特征尺寸：40nm O*Gg57a  
 总调制高度：200nm W&g@o@wa  
 高度轮廓 ^/6LVB*  
_3Kow{y\  
Q$Q>pV;uH  
.rPg  
 效率 WK2YHJ*$  
"SMRvi57T  
rY?]pMp  
()'yY^   
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 CvOji1  
6Qc *:(GE  
~,^pya  
粗糙度参数： scc+r  
 最小特征尺寸：40nm Ew< sK9[o  
 全高度调制：400nm 2ezk<R5q+  
 高度轮廓 B4 k5IS  
uSsP'qd  
HNUpgNi  
 效率 "?*B2*|}`  
L`2(u!i J  
dI(1L~  
nyoLrTs{  
D6I-:{ws  
 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。 &0*7]Wo*  
V7 OhOLK8  
7. 总结 7v']wA r]  
 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)。
 .u3;  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 :Bh7mF-1  
 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{$J)iQ  
 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。 >sm~te$5  

经典，学下。。。，，