[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。 %iHyt,0v2  
8:;u v7p  
1. 建模任务 l|4xKBCV]  
" 8~f  
8 /:X& &  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 +OV%B .  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 qg) Af  
Dx9$H++6$X  
2. 建模任务：正弦光栅 ^EnNbFI  
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x-z方向(截面视图) Sn{aHH  
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光栅参数： oyi7YRvwd  
 周期：0.908um p,_6jdz  
 高度：1.15um Oc^6u  
(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) %fexuy4  
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%vGC^  
3. 建模任务 ')Dp%"\?  
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6KBzlj0T+  
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x"zjN'|  
 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。 W(]E04  
RE(=! 8lGR  
 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。 B.CH9M  
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4{Yy05PFS  
4. 光滑结构的分析 oF 1W
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ZtOe  
0C"PC:h5  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 l&e5_]+%  
 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% i_jax)m%  
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E'Fv *UA  
~|0F?~eR7  
5. 增加一个粗糙表面 )Yy#`t
 
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~t.WwxY+  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 :!Y?j{sGU  
 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。 ^J*G%*  
5* o\z&*L  
#*7/05)  
iA^+/Lt  
t^bdi}[  
@FnI?Rx  
CLFxq@%nu~  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 !txELA~24  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 w50Bq&/jX  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 &ttv4BC^r  
SCt=OdP=  
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&Curvc1fm  
6. 对衍射级次效率的影响 zv
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HN~v&,  
粗糙度参数： aJa^~*N/Aa  
 最小特征尺寸：20nm &xiDG=I#  
 总的调制高度：200nm 8#d1}Y  
 高度轮廓 !=h|&Vta  
9Qs"X7iH  
vACsppa>#  
P9tQS"Rs  
jhEg#Q$  
 效率 N|Cy!E=d  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 5?~[|iPv  
~&j`9jdOj  
(Q+:N;  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm _{Q?VQvZ  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ,wb|?
>Y  
Oih2UrF  
yzM+28}L<I  
]Re~V{uh  
 效率 C +?@iMh  
K9qEi{[  
 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。 x 1xj\O  
3}#XA+Z  
粗糙度参数： @;n$caw  
 最小特征尺寸：40nm |n6Q  
 总调制高度：200nm kj3o1Y  
 高度轮廓 r)#"$Sm  
ng&EGM  
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 效率 ?"8A^ ^  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 YT(1 "{:  
@<TfA>*VJ  
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粗糙度参数： hte9l)  
 最小特征尺寸：40nm 5 *pN<S  
 全高度调制：400nm aEqI51I  
 高度轮廓 ~h^}W$pO  
AIxBZt7{b  
t-4R7`A<  
 效率 7+!7]'V  
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.iN*V|n  
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FPUR0myCU  
 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。 B%g:
Z  
Qhr]eu;z  
7. 总结 ExP25T  
 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)。 |o=\9:wV  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 nC!^,c  
 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。 aCi^^}!  
 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。 ~B*\k^
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经典，学下。。。，，