[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。 VQqEsnkz  
NSM-p.I9  
1. 建模任务 B.&q]CAv-  
^dqyX(
 
.F 3v)  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 6
S`eN\s  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 7CwG(c/5  
-V4@BKI8  
2. 建模任务：正弦光栅 >rYP}k  
UyK|KL  
x-z方向(截面视图) $ n 7dIE  
t3U*rr|A  
D%Pq*=W  
光栅参数： Cww$ A %}  
 周期：0.908um \>9%=32u.  
 高度：1.15um ApS/,cV  
(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) c&F"tLl  
q] ,&$d^@  
3. 建模任务 (*"R"Y  
*,pG4kh!  
,{:5Z:<|  
xmq~:fcU=  
O]lWaiR`  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 qZA?M=NT?  
roL~r`f`  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 |\N[EM%.@  
qw"`NubX  
6,s@>8n  
2r[Q$GPM<  
4. 光滑结构的分析 H={fY:%  
W%~ S~wx  
rq2XFSXn  
\{NeDv{A  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ::adT=  
 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% -+ $u  
wIi(p5*  
(lEWnf=2h  
QD /| zi  
5. 增加一个粗糙表面 ("H:T?4Qs  
Kw925@W  
PO |p53  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 oPre$YT}h  
 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。 (AR-8  
S/7D}hJ  
u5T\_0  
#M{
}Grg  
f+L )x  

jd(=? !_  
ScM2_k`D  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 0jj }jw  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 "$ u"Py  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 CEI#x~Oq  
y"2#bq  
63F0Za}h  
2R|2yAh  
6. 对衍射级次效率的影响 HM ^rk  
&/a/V  
!~>u\h  
粗糙度参数： k]I<%  
 最小特征尺寸：20nm P
ksHq77  
 总的调制高度：200nm @8V8gV?zm  
 高度轮廓 !cWKY\lpv  
#(XP=PUj  
@bD,^3U  
){8^l0b  
@GjWeOj]  
 效率 B4U+q|OD#  
H( cY=d,  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 X0P<ifIv  
Udd|.JRd  
:5C9uW#  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 5 _] i==M  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 }bjTb!  
\kC/)d  
`?`\!uP"  
ii{5z;I]X  
 效率 <3ovCqa  
1gCp/m2r7  
 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。 ^\Jg {9a  
MUVp8!*@  
粗糙度参数： o2F6K*u
}  
 最小特征尺寸：40nm njvmf*A?S  
 总调制高度：200nm +gK7`:v4O*  
 高度轮廓 B#sc!eLmU&  
@I_A(cr  
3}Uae#oy  
.XY
SO  
 效率 E~{-RZNK  
h*d&2>"0m?  
&5C%5C~ch  
NeeymyW  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 GRlA9Q  
d+"KXt5CV  
KRm4r  
粗糙度参数： C.(<KV{b  
 最小特征尺寸：40nm ygT,I+7\  
 全高度调制：400nm vhKeW(z  
 高度轮廓 :t9(T?2  
= `70]%  
*>Om3[D  
 效率 31J7# S2  
aD0w82s]J  
M.H4ud  
ilpg()  
v)rN]b]  
 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。 7r*>?]y+  
sm\/wlbE  
7. 总结 :i?Z1x1`  
 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)。 OJ]{FI  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 4!iS"QH?;^  
 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。 5%,n[qj4IT  
 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。 7.akp  

经典，学下。。。，，