[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。 qk%;on&`  
Z+*9#!?J  
1. 建模任务 $njUXSQ;  
u0JB\)(-/h  
T:27r8"Rh  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 cXA i k-  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 5MroNr  
]i|h(>QWP  
2. 建模任务：正弦光栅 Gt\lFQ  
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x-z方向(截面视图) Gw}%{=D9  
G!Op~p@Jm  
Gj1&tjK  
光栅参数： d6Ht2  
 周期：0.908um J4k=A7^N  
 高度：1.15um dcDyK!zz"  
(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) j_qbAP  
%:M^4~dc  
3. 建模任务 ty8q11[8  
{kA0z2Fe
 
iW)8j 8  
Cz9xZA{[M  
bHY=x}Hv  
 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。 MU($|hwiL  
[@&m4 7  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 YX!{P=Ua  
NpE*fR')  
K%,2=.  
Mer/G2#&  
4. 光滑结构的分析 ?qmRbDI  
jte.Xy~g  
{JO^tI  
&yct!YOB2  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 R   
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% +! ]zA4x  
J!AgBF N4  
:,3C 0T3r  
9)h"-H;5:  
5. 增加一个粗糙表面 Q0)#8Rc
m  
4n#M  
B~'vCuE  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 |hKDvH  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 ?U%qPv:  
|'e^QpU5  
K='z G*$l  
#oS<E1  
8f_l}k$Eg  
/,BD#|  
^a/gBC82x  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 sG(~^hJ_  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 2A']yD  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 o$wEEz*4  
^+*N%yr  
e+=y*OmQ  
jrCfW
a}z  
6. 对衍射级次效率的影响 Y@NNrGDkT*  
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im${3>26  
粗糙度参数： SUMrFd~  
 最小特征尺寸：20nm !`M,XSp(  
 总的调制高度：200nm aEBu *`-j  
 高度轮廓 N&.H|5  
df*#!D7oz  
FXpJqlhNv  
48J@CvU  
C0sX gM  
 效率 jkQ*D(;p  
u^^vB\"^  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 p99]  
pD8+ 4;A  
aacpM[{f  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm V"[g.%%Y  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 Z< 1  
$ux,9H'[  
M#ZcY  
3_C|z,\:  
 效率 ]v?@g:iE  
seba9y  
 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" 7H5<  
*tGY6=7O  
粗糙度参数： ov|d^)'  
 最小特征尺寸：40nm Y`KqEjsC*  
 总调制高度：200nm _PPy44r2  
 高度轮廓 [RS|gem`  
B[qzUD*P_n  
Lk
|hQ  
'"`IC\N^  
 效率 HsxVZ.dS  
Yh7rU?Gj  
.Q<>-3\K  
9U7nKJ+iby  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 2v:]tj  
3W V"U  
OwuE~K7b{  
粗糙度参数： $5>e  
 最小特征尺寸：40nm n*o-Lo+Fe.  
 全高度调制：400nm O8^A5,2@3>  
 高度轮廓 {GvJZ!,RCg  
:{{F *FM;  
`34zkPB??  
 效率 tE.FrZS  
{M3qLf~z#C  
C^s^D:   
Y&`=jDI  
9X[kEl  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 84$nT>c  
}pDqe;a{  
7. 总结 @efh{  
 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)。 ~Cbc<[}  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 "7U4'Y:E  
 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。 +\x,HsUc"  
 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。 PYiU_  

经典，学下。。。，，