[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。 Y@_ i32,r  
mY#[D;mUe  
1. 建模任务 (9fqUbG  
FyQ  
s1:UCv-%  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 mS&[<[x  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 l J;wl|9  
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2. 建模任务：正弦光栅 =>4>Z_q  
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x-z方向(截面视图) DJ[U^dWRn  
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光栅参数： <P(d%XEl  
 周期：0.908um T_y 'cvh  
 高度：1.15um ) ?+-Z2BwA  
(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) Xv9kJ  
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3. 建模任务 `f8{^Rau  
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u}qfwVX Z  
9 qqy(H  
(ZT*EFhb(  
 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。 nBWrkVX  
^['%wA%  
 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。 S2;{)"mS  
V.:a6>]  
M)Vz9,  
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4. 光滑结构的分析 {~[H"h537t  
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.A&Ey5  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 fn&gM\<-+(  
 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% It(8s)5  
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*{)[:;  
5. 增加一个粗糙表面 _+wv3? c"  
WK:~2m&y  
f(|qE(  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 f&7SivS#  
 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。 S%kE<M?  
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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)。 D$YAi%*H  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ?G*XZ0u~  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 c zL[W2l  
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V4l`Alr\L  
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6. 对衍射级次效率的影响 \#m;L/D  
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*P61q\2Z  
粗糙度参数： y@nWa\iG  
 最小特征尺寸：20nm UH%oGp$ykX  
 总的调制高度：200nm NQ'^z  
 高度轮廓 ~SUA.YuF  
dV<M$+;s]  
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O->i>d  
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 效率 h<Yn0(.  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 *O)_D bj  
|n}W^}S5  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm p<Ah50!B  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 MN$j{+!Q  
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 效率 [{}9"zB$x0  
P>)-uLc~W  
 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。 x/[i &Gkv  
::j'+_9  
粗糙度参数： 9(|[okB  
 最小特征尺寸：40nm it&c ,+8  
 总调制高度：200nm n{r+t=X  
 高度轮廓 79s6U^vv"  
0s
$g[Fw<.  
dsR{ P,!  
~BERs;4  
 效率 d#ya"e>  
?uU0NKZA  
Te[[x
hTyw  
~H@':Mms.h  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 7v?tSob:b  
S4qh8c  
7@fd[  
粗糙度参数： ,RCjfXa  
 最小特征尺寸：40nm Kp~k!6x  
 全高度调制：400nm at,Xad\j  
 高度轮廓 smIZ:L%  
fOE:~3Q  
L]K*Do  
 效率 6ynQCD  
o4w+)hh  
Pu/0<Orp7  
l]sO[`X  
u8+<uWB  
 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。 tborRi)  
yC+N18y?  
7. 总结 9'8OGCN  
 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)。 *VHBTO9  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 +FY-r[_~  
 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。 :]y;t/  
 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。 _\@i&3hkx  

经典，学下。。。，，