[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。 tZr_{F@  
X(C=O?A  
1. 建模任务 C{V,=Fo^  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 xp"F)6  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 }9+Vf'u|l  
ZP.~Y;Ch;-  
2. 建模任务：正弦光栅 *uF Iw}C/  

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x-z方向(截面视图) !1bATO:x  
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36 ]?4, .  
光栅参数： 1Msc:7:L  
 周期：0.908um >5Sm.7}R  
 高度：1.15um \Oe8h#%  
(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) d ?,wEfwp  
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3. 建模任务 Oc/ i'  
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v=YI%{tx)  
 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。 BM02k\%  
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 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。 I"W
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4. 光滑结构的分析 V:1_k"zQ  
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OUm,;WNLf  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 WAb@d=H{+>  
 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% AD"L
>7  
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5. 增加一个粗糙表面 s&6/fa  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 5Yx 7Q:D  
 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。 -p20UP 1I  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 ]hY4 MS  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 JE[J}-2  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ,<=_t{^  
3}i(i0+  
3x E^EXV  
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6. 对衍射级次效率的影响 v`~egE17  
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粗糙度参数： dqw0ns.2  
 最小特征尺寸：20nm :n$?wp  
 总的调制高度：200nm O[HBw~  
 高度轮廓 1h&_Q}DM  
*Q,9 [
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s"0Hz"[^=  
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 效率 0|`iop%(n  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 HmRmZ3~  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm rA1;DSw6E[  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ~{npG  
604^~6  
4d $T6b  
MK, $#  
 效率 jg=}l1M"  
>SHW  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 5@{~830  
(Z at|R.F  
粗糙度参数： *vIC9./  
 最小特征尺寸：40nm 5s1XO*s)>X  
 总调制高度：200nm P<IZ%eS3B  
 高度轮廓 "o$)z'q
 
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H@ .1cO  
hg}R(.1K=  
 效率 5Q@4@b{C
 
^h"F\vIpV  
K7]IAV  
.7MLgC;  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 MD=!
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@ R;o $n  
q|N4d9/b  
粗糙度参数： ]gB:ht  
 最小特征尺寸：40nm aUEnQ%YU"  
 全高度调制：400nm !_j6\r=  
 高度轮廓 >d5L4&r  
z]R)Bh  
kaZ_ra;<  
 效率 A>QAR)YP  
ny[\yj4F  
D 13bQ&\B-  
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dZ'H'm;,!  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 IyGW>g6_.  
MnD^jcx   
7. 总结 s,;L6nX"  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 t{Gc,S!]5  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 3"iJ/Hc}9  
 光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 d/xGo[?$  
 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。 Gque@u  

经典，学下。。。，，