[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。 K]m#~J3d>  
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R:  
1. 建模任务 b/UXO$_~-  
b;QgL_w  
W8g13oAu"  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 u<:uL  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 YdCl  
Jq` Dvz  
2. 建模任务：正弦光栅 Eq)b=5qrG?  
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x-z方向(截面视图) QIkF
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;&j'`tP  
光栅参数： F\JS?zt2  
 周期：0.908um .@&FJYkLYi  
 高度：1.15um 6n2RTH  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) %_E5B6xi{  
KJT N"hF   
3. 建模任务 M]5l-i$  
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wetu.aMp  
lD$s, hp  
|2^mCL.r  
 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。 Gk
5'|s  
hD5@PeLh  
 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。 K;"H$0!9  
R WY>`.su  
X]}ai5  
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4. 光滑结构的分析 85# 3|5n  
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c(hC'Cp  
&;ddnxFI  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 -btNwE6[.  
 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% &pI\VIx ?  
s&ox%L4  
v>K|hH  
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5. 增加一个粗糙表面 |h $Gs2  
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DH\Ox>b=  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ]rGd!"q  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 i-0 :Fs  
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D?E VzG  
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FiQ&g*=|  
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*6tS  
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AStM:  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 a'`i#U  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 .nIGs'P  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 *><j(uz!  
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6. 对衍射级次效率的影响 Qq{t
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粗糙度参数： EM<W+YU  
 最小特征尺寸：20nm k7:ISjJ  
 总的调制高度：200nm fPN/Mxu  
 高度轮廓 d.ywH;  
(Ajhf}zJ  
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ST#)Fl  
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 效率 f(}&8~&  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 G8F;fG N  
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hTAc}'^$  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 7g8\q@',  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 Wsd_RT}ww  
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([JFX@  
n}%_H4t  
 效率 4myikeUR_  
tF*Sg{:bCa  
 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。 5FJ%"5n&  
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w(;  
粗糙度参数： tm34Z''.>  
 最小特征尺寸：40nm +7"UF) ~k  
 总调制高度：200nm *s1o?'e  
 高度轮廓 LUx'Dm"  
$m.'d*e5  

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HE4S%#bH>  
 效率 S-6i5H"B&  
YS9)%F=X  
wc6#C>=F  
(s1iYK  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 qyE*?73W  
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_n*gj-  
粗糙度参数： ('_S1?y  
 最小特征尺寸：40nm Odt<WG  
 全高度调制：400nm yh4%  
 高度轮廓 R8% u9o  
3wgZDF38  
^SUo-N''  
 效率 _}`y3"CD7  
u7wZPIC{_  
8r.MODZG/  
jN+2+P%OL  
p{V(! v|  
 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。 [di&N!Ao  
fK4O N'[R:  
7. 总结 Zg])uM]\2i  
 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)。 .}tpEvAw}  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 C5^N)-]"  
 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。 9Xh<vh8&  
 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。 YBk* CW9  

经典，学下。。。，，