[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。 g':/hlQ  
QNN*/n  
1. 建模任务 i 4}4U  
ZqDanDM  
"M-zBBY]  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 zeC@!,lH  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 o@6hlLr  
46yq F  
2. 建模任务：正弦光栅 uVSc1MS1  
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x-z方向(截面视图) \!*3bR  
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光栅参数： ,qj1"e  
 周期：0.908um )335X wA+  
 高度：1.15um ;Dw6pmZ  
(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) Tz`O+fx&  
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3. 建模任务 u|.c?fW'3  
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qe/|u3I<lF  
 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。 MV(Sb:RZ  
FX->_}kL=  
 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。 Ej[
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F0D7+-9[  
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8E/wUN,Lxj  
4. 光滑结构的分析 hja;d1yH  
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%s@B1j  
'Nqa=_<WW  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 !{WIN%O  
 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% QE#Ar8tU  
I7S#vIMXR.  
34Fc oud);  
*EB`~s  
5. 增加一个粗糙表面 mY'c<>6t  
fr19C%{  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 qH8d3?1XO  
 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。 ZaZm$.s n  
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+H4H$H  
_Yms]QEZ  
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O^2@9 w  
3jh: K  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 @[=K`n:n_  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Eq\PSa=gz  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 )tD[Ffvr  
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6. 对衍射级次效率的影响 xh90
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粗糙度参数： ?x\tE]  
 最小特征尺寸：20nm C||9u}Q<  
 总的调制高度：200nm {!/ha$(  
 高度轮廓 qb[UA5S\`  
zZhA]J  
f)b+>!  
-,Oq=w*EV  
2BGS$$pP  
 效率 &hSABtr}  
p!_3j^"{  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Ocp`6Fj  
C-:lM1  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm RP9jZRDbZ  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 en?J#fz  
|n/qJIE6  
26D,(Y$*  
Nj^:8]D)0  
 效率 t!285J8tn  
,P.yl~'Al  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 Bok
pvd-c7  
<|kS`y  
粗糙度参数： -yJ%G1R  
 最小特征尺寸：40nm H[M(t^GM  
 总调制高度：200nm qrw"z iW  
 高度轮廓 N6%wHNYZ  
OBm#E}  
[vV5@nP:  
.IkQo`_s:  
 效率 &$V&gAN  
$[*QsU%%  
U%?  
)/{zTg8$?/  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 .G~Y`0  
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n]Z() "D  
粗糙度参数： YKV?I   
 最小特征尺寸：40nm \}p!S$`  
 全高度调制：400nm O`rKxP  
 高度轮廓 Q&k1' nT5  
;NJx9)7<  
W-8U~*/  
 效率 y~'h/tjM@=  
[(kC/W)!  
f$|AU-|<  
6dlV:f_\y  
S!@h\3d8{  
 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。 /qwl;_Jcf  
02RZ>m+  
7. 总结 oa;vLX$
 
 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)。 N7l`-y  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 a@v}j&  
 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。 RO!em~{D*  
 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|Ah\P?o  

经典，学下。。。，，