[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。 gcs8Gl2  
.zyi'Kj  
1. 建模任务 6t6#<ts  
-RnQ8Iuo  
k*xgF[T 8  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 d\aU rsPn  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ?)#}Nj<R  
&mp@;wI6@  
2. 建模任务：正弦光栅 JS1''^G&.  
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x-z方向(截面视图) R`|GBVbv  
(f|3(u'e?  
$q;dsW,8  
光栅参数： t.oP]_mI  
 周期：0.908um sny
g  
 高度：1.15um Doy7prKI8  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) 6<<i
hm+  
8wqHr@}p  
3. 建模任务 [
SJ*ks,]  
'Nv*ePz  
%<w)#eV?  
*:3`$`\54  
`8%2F}x}qD  
 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。 r9uuVxBD  
H)5v X+9D  
 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。 1x#Z}XG  
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;'r} D!8w/  
F+!K9(`|  
4. 光滑结构的分析 ga~C?H,K  
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@<O Bt d  
Ul@yXtj  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 EI*B(  
 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% N%\!eHxy  
aoh"<I%]>4  
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x2\,n  
5. 增加一个粗糙表面 gSP]& _9j  
-Fe))Y'=  
_Jc[`2Uv_c  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 r_f?H@v  
 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。 [Az<E3H"  
XP"lqy
Ai  
tB_GEt2M  
EencMi7J  
P"LbWZ6Nj  
Uv~r]P)  
=Vv"\p8  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 YzqUOMAt"V  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ]4m;NId  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 Ccld;c&+  
ua%$r[  
+pcpb)VL  
B\,pbOE?#  
6. 对衍射级次效率的影响 qcSlY&6+  
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o.ntzN  
粗糙度参数： oz(V a!  
 最小特征尺寸：20nm \YE(E04w57  
 总的调制高度：200nm }j^asuf~c  
 高度轮廓 < `r+ZyM  
[%M=n
J{8  
N,
9W18 @  
Fy^=LrH=D  
{2EIvKu3:  
 效率 2 5DXJb^:  
n 7Mab  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ALVHKL2  
J3OxM--8"  
h\#\hx  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm slC 38  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 #)&kF+  
Cku#[?G  
\&K{v#g~  
?6;9r[ p  
 效率 w\o?p.drp=  
+{(f@,&~{  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 >?/Pl"{b  
lxIoP  
粗糙度参数： .gL%0  
 最小特征尺寸：40nm tI42]:z  
 总调制高度：200nm >/@wht4- j  
 高度轮廓 _Mi`]VSq9  
ZG29q>  
3K2B7loD)~  
ws1io.  
 效率 5L6_W-n{  
@ev"{dY  
}H^h~E  
#NU@7Q[4  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 c2Q KI~\x  
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LH7m >/LJr  
粗糙度参数： w; [ndZCY7  
 最小特征尺寸：40nm )ry7a .39b  
 全高度调制：400nm aQjs5RbP~  
 高度轮廓 ;gS)o#v0  
d 8YP<"V&  
_yH{LUIj  
 效率 oT76)O  
;a"g<v  
c`S`.WID  
BK$cN>J  
\wMqVRPoQ  
 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。 > 2)@(f~g  
Z^tTR]u\$  
7. 总结 R;mA2:W)x  
 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)。 73Zx`00  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 <{ZDD]UGs0  
 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。 sfD@lW3  
 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。
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经典，学下。。。，，