[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。 QM7[O]@  
'%3u%;"  
1. 建模任务 ]+FX$+H/A0  
&~42T}GTWG  
<&*#famX  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 nJW_a&'  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 r$Yh)rp
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/1H9z`qV  
2. 建模任务：正弦光栅 '=-s1c@^  
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x-z方向(截面视图) qW+=g]x\  
;}$Z 80  
,K`E&hS  
光栅参数： 6MrZ6dz^  
 周期：0.908um oPp!*$V  
 高度：1.15um _95- -\  
(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) 6zELe.tq  
Q>##hG:m  
3. 建模任务 b*@&c9I;q  
]L[JS^#7  
z0=Rp0_W  
$(Z]TS$M&  
@Pd) %'s  
 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。 j\%?<2dj=  
wE-Ji<1HJ  
 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。 EKV+?jj$  
" &_$V@S  
u4`mQ6  
N`y}Gs  
4. 光滑结构的分析 [u,hc/PL  
TXZ(mj?  
^=aml  
~R"]LbeY  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 jsK|D{m?  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% 3P%w-qT!N  
c13vEn!c  
u^j8 XOT  
'-$))A
dD  
5. 增加一个粗糙表面 OL,/-;z6  
m~Kch~~]  
!N@S^JD6  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 pCB 5wB  
 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。 H9oXZSm  
Z%,\+tRe  
i}v}K'`  
u|]mcZ,ZW  
(M+,wW[6  
7,) 67G;  
vkDZv@  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 =DeHxPv}f  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ]Ct`4pA  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 -6hu31W  
BK`Q)[  
"ZA$"^  
,(;p(#F>
 
6. 对衍射级次效率的影响 %J/fg<W1  
JLFFh!J  
j?d;xj  
粗糙度参数： knNhN=hG+  
 最小特征尺寸：20nm 97:t29N  
 总的调制高度：200nm X~IRpzC  
 高度轮廓 w~cq%%  
b@{%qh,C  
-z>Z0viA  
^rxfNcU7  
1)P<cNj  
 效率 !:g>CDA  
C{d8~6  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 -@gJqoo>  
EyKkjEXx_  
V8KTNt%  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm iECC@g@a  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 +[X.-,yW  
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BCa90  
34+)-\xt:  
 效率 m-Z'K_oQ  
WcZo+r  
 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^d
9.  
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粗糙度参数： &dwI8@&  
 最小特征尺寸：40nm vJ'yz#tl
9  
 总调制高度：200nm ;QvvU[eb  
 高度轮廓 ?C#F?N0  
N$ qNe'b  
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*&g2Y  
 效率 OGE#wG"S  
)"i>R ~*  
ki*79d"$  
f/IRO33  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 oC@"^>4  
u #=kb5}{  
0?&aV_:;X  
粗糙度参数： sa0^1$(<  
 最小特征尺寸：40nm ZhJ|ZvJ  
 全高度调制：400nm "$,}|T?Y`  
 高度轮廓 om*tdG  
KOAz-h@6   
"PDSqYA  
 效率 )z4kP09  
KH@) +Rj  
yoA*\V  
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:[i2[  
:+
gCO!9Y  
 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。 S#0|#Z5qD  
^RFmRn  
7. 总结 u{E^<fW]  
 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UAY]BJ*s  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 Ph!KL\  
 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。 43orR !.Z  
 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
/v37%p7  

经典，学下。。。，，