[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。 |Xk>a7X  
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1. 建模任务 ??`zW  
]EPFyVt~3  
h}jE=T5Hc  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 8d"Ff  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 {`1gDKH  
5"9!kZ(<  
2. 建模任务：正弦光栅 2_Otv2
 
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x-z方向(截面视图) t5WW3$Nf  
C.;H?So(  
V17SJSC-  
光栅参数： 1$ C\`  
 周期：0.908um 3]g|Cwu  
 高度：1.15um 5QUL-*t  
(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) dBMr%6tz  
W~FM^xR?p  
3. 建模任务 mX
XU{IwUe  

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Z]1jg>")  
RwptFO  
 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。 P<A_7Ho  
/V@9!  
 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。 V t@
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S 7 *LV;  
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tjTnFP/=  
4. 光滑结构的分析 (7_}UT@w-  
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0B?t:XU,  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ;HbAk`\1A  
 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% ;XXB^,  

U}2b{  
{ vOr'j@  
Tweku}D7  
5. 增加一个粗糙表面 ruQ1Cph  
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!O}^Y  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 w[X/|O  
 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。 %DR8M\d1~H  
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)D"E]  
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yz7X7mAo  
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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)。 \&Zp/;n  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Tt
KV5  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ydm2'aV  
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6. 对衍射级次效率的影响 r?j2%M\  
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粗糙度参数： -L&%,%  
 最小特征尺寸：20nm s7>a  
 总的调制高度：200nm A5[iFT
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 高度轮廓 :[C"}mR1  
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y}bliN7;1e  
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 效率 e"O c  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 
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bc}BQ|Q  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ]u<8jr  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 =dM'n}@U  
k ^(RSu<  
DP5}q"l  
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 效率 O=;}VZ<9  
!}pvrBS  
 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`e?\#`  
eOUv#F  
粗糙度参数： 9T;DFUM  
 最小特征尺寸：40nm *mtS\J  
 总调制高度：200nm ]r.95|V*  
 高度轮廓 #)b0&wyW6i  
}LTyXo  
Zv&<r+<g  
c>.=;'2  
 效率 C=,O'U(ep  
$;VY`n  
*pj
^d><  
i!u:]14>  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 >\4"k4d}  
X-k$6}D  
ag{cm'.  
粗糙度参数： bSgdVP-  
 最小特征尺寸：40nm )y"8Bx=x4  
 全高度调制：400nm VbfTdRD-  
 高度轮廓 O0RV>Ml'&  
n}L Jt  
v4Mn@e_#c  
 效率 88g|(k/  
pKNrEq  
d<_#Q7]I4  
_>RTefL5  
Vqp3'=No  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 n@_aTY  
w{89@ XRC  
7. 总结 Z# o;H$  
 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)。 wn/Y5   
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 jeWI<ms  
 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。 SL5QhP  
 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。 OOZxs?pR  

经典，学下。。。，，