[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。 ()Qq7/  
TXqtE("BDl  
1. 建模任务 Ob]J!.  
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\ *A!@T  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 $p*.[)  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 {&J OO  
E`|vu*l7  
2. 建模任务：正弦光栅 }\1IsK~P  
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x-z方向(截面视图) .>2]m[53  
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- x;xQ  
光栅参数： xdMY2u  
 周期：0.908um HTSk40V  
 高度：1.15um 6cOlY= bn  
(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) {gzVbZ#  
5+t$4N+P  
3. 建模任务 bQdu=s[  
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bd2QQ1[1vh  
f[?JLp   
 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。 ^JGwCHeb|H  
Nl^uA  
 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。 xRZ/[1f!  
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^_BjO(b'e  
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4. 光滑结构的分析 c7nbHJi  
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2"WP>>b80  
,x?Jrcx~'C  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 Kd*=-  
 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% 1/%5pb2\  
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5. 增加一个粗糙表面 fnIF<Zt  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Zh_3ydMD1  
 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。 u(8dsgR  
t+M'05-U2  
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-?-yeJP2
 
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 iu2O/l#r  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 .vd*~U"  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 COj^pdE3  
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E&)o.l<h|  
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6. 对衍射级次效率的影响 'Z)#SzY
 
H|/"'t OZ  
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粗糙度参数： 2'Raj'2S4  
 最小特征尺寸：20nm n*caP9B  
 总的调制高度：200nm WkV0,_(
P  
 高度轮廓 P G zwS  
W*/2x8$d  
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 效率 5UX-Qqr  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 t0Inf [um  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm VBW][f  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 r]Lj@0F>8  
iH>b"H>  
h!tg+9%  
]#7baZ  
 效率 YoZd,} i  
XW+-E^d  
 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。 ,V''?@  
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粗糙度参数： [Sc
ao $  
 最小特征尺寸：40nm [8vqw(2Tm(  
 总调制高度：200nm bNHsjx
@  
 高度轮廓 *z]P|_:&G  
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M7#CMLy  
;CuL1N#I  
 效率 s"~,Zzy@j  
21] K7  
<~e*YrJ?-  
|w-s{L3@+  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 J ayax]u7J  
%Rf{v5  
T0cm+|S  
粗糙度参数： ;zSV~G6-  
 最小特征尺寸：40nm kmt+E'^]  
 全高度调制：400nm ^c"\%!w"O  
 高度轮廓 N9vNSmm  
.5tXwxad"  
ssmJ?sl  
 效率 (e9hp2m  
RK_z!%(P  
[geT u  
J3'0^JP*  
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J$yW  
 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。 T,B%iZgCh  
@?</8;%3W  
7. 总结 aw7pr464  
 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)。 3
Q,p,  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 L
l,nt  
 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。 ]ed7Q3lq  
 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。 F |_mCwA  

经典，学下。。。，，