[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。 }q:4Zh'l!  
HcHwvf6y  
1. 建模任务 D*ZswHT{y  
U+VyH4"  
O66b^*=N}x  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ,6x>gcR  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 Y\E7nll:.  
z!)@`?  
2. 建模任务：正弦光栅 u3IhB8'  
KuMH,rXF  
x-z方向(截面视图) 2FE
i-m}  
MK <\:g  
"fu@2y4^  
光栅参数： B9]bv]  
 周期：0.908um P3TM5  
 高度：1.15um 6Z{(.'Be  
(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]{C06w+{  
ZN!<!"~  
3. 建模任务 !'a <Dw5  
ym2"D?P (  
U"L-1]L  
W?du ]  
d/\ajQ1::  
 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。 Cw~fP[5XMF  
5`q#~fJ2  
 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。 =|H.r9-PK6  
WLCr~r^  
STz@^A  
?)7UqVyq  
4. 光滑结构的分析 t<e3EW@>>  
ix
5<h }  
c9+yU~(  
3]kN9n{  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 [ZS.6{vr  
 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% rGay~\  
#j"GS/y"  
Nwk^r75lq  
\og2\Oh&gH  
5. 增加一个粗糙表面 593!;2/@  
0+AMN-  
_!9I f  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 T[2<_nn=  
 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。 F
hQb9\g  
A|yU'k  
m,ur{B8 :  
o+Q2lO5  
IaO*{1re  
6#HnA"I2n  
~w}=Oby'y  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 mv(/M t  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 w7f)v\p  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 dcfwUjp[  
*pyC<4W  
tMyMA}`  
(t,mtdD#1  
6. 对衍射级次效率的影响 oslj<  
XY<KLO%  
=FfR?6 ~  
粗糙度参数： (iht LFp  
 最小特征尺寸：20nm {,= hIXo>  
 总的调制高度：200nm ruy?#rk  
 高度轮廓 :N'  
>S%}HSPKq  
Bf" ZmG9  
7H4kj7UK  
vgi`.hk  
 效率 ^cuH\&&7  
{*nE8+..A  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 BRv#`  
!$<Kp6  
::@JL  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm #z}0]GJKj  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ScRK1  
!04^E  
,2P/[ :  
kD6Iz$tr  
 效率 bn
V)f<  
{vur9L  
 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。
}xY|z"&  
&?k`rF9  
粗糙度参数： 6` 3kNk;  
 最小特征尺寸：40nm 1U ='"  
 总调制高度：200nm y|3!E>Up  
 高度轮廓 ML%JTx0+Z  
|RDE/  
A@reIt  
_,w*Rv5=  
 效率 ozA%u,\7k  
!k#N] 9D3  
}{v0}-~@  
Z 2lX^z  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ^b*ub(5Ot  
nyOvB#f  
N8X)/W  
粗糙度参数： 4ZB]n,pfT  
 最小特征尺寸：40nm Kc+9n%sp  
 全高度调制：400nm 8an_s%,AW  
 高度轮廓 ZQmg;L&7  
Dc]J3r  
2-^['R  
 效率 x_= 3!)  
LtNspFoLb  
Hq,znRz~`  
u3HaWf3  
$[b1_Db  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 yaAg!mW  
#?~G\Ux0/  
7. 总结 X$ A ]7t  
 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)。 #vTF:r  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 g5 y*-t  
 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。 'f6!a5qC  
 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。 }mS+%w"j  

经典，学下。。。，，