[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。 )wmG&"qsP  
8>E_bxC  
1. 建模任务 oBA]qI  
92@/8,
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uN:|4/;{&  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Wz}8O]#/.  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 .HM1c  
uB(16|W>S  
2. 建模任务：正弦光栅 Zy}Qc")Z  
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x-z方向(截面视图) 23lLoyN  
p)t1]<,Of  

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光栅参数： "Ih>>|r  
 周期：0.908um K+0&~XU  
 高度：1.15um $[L8UUHY<8  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) 'f#i@$|]  
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3. 建模任务 (1 "unP-  
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x>>#<hOz[  
 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。 6@7K\${  
Quc,,#u  
 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。 I9! eL4e  
0XrB+nt  
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z]Dy-[  
rjmKe*_1V  
4. 光滑结构的分析 [79 eq=  
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LQ,RQ
~!  
&GF|Rr8NXs  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 7}r!&Eb  
 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% ]Qo.X~]  
-BY'E$]4  
bv.DW,l%'  
HF9\SVR B  
5. 增加一个粗糙表面 hSxlj7Eo^T  
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/&`  
yI&{8DCCw  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 |-WoR u  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 ]L'FYOfrpx  
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7PnR6  
-=W"  
59?@55  
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FmfPi .;1  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 uCA!L)$  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 1E(~x;*)  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 {U$qxC]M  
Fq{Z-yVp  
 R^%uEP  
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6. 对衍射级次效率的影响 Gj[+{  
x.V6C0|6"  
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粗糙度参数： vepZod}D  
 最小特征尺寸：20nm b.qp&2A  
 总的调制高度：200nm :<-,[(@bR  
 高度轮廓  &cjE+  
J`6X6YZ  
<O`yM2/pS  
tEz6B}  
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 效率 OD,"8JF  
?/mkFDN  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ryz [A:^G  
O"otzla  
DVu_KT[Hd  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm \
z}/=Qgc  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 moQ><>/  
O|#N$a&_N  
pRsYA7Ti  
#!IezvWf  
 效率 n@LR?  
`O-LM
e  
 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。 E"ju<q/Q  
:n3)vK   
粗糙度参数： O[p;IG
`  
 最小特征尺寸：40nm G)(\!0pNZ  
 总调制高度：200nm ],*^wQ
 
 高度轮廓 _":yUa0D  
C
djh/+!f  
> ,L'A;c}  
Mr}]P(4h  
 效率 cD-.thHO  
Luxo,Ve  
9N9dQ}[:g  
\NYtxGV[Z  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 lYlU8l5>  
F+;{s(wx  
#4(/#K 1j  
粗糙度参数：
={9G.%W  
 最小特征尺寸：40nm zy(i]6  
 全高度调制：400nm c5uT'P"  
 高度轮廓 [3a-1,  
9`J!]WQ1[  
O_*(:Z  
 效率 C;DNL^  
CroI,=a&,  
"ei*iUBN:  
;!<WL@C~  
=RR225  
 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~1>q+<Q  
2[&3$-]  
7. 总结 3F,$}r#  
 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)。 sQ65QJtt0A  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 |H67ny&K^&  
 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。 (7RxCo=X  
 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。 sIuk  

经典，学下。。。，，