[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。 u=7#_ZC9L  
?Zc(Zy6  
1. 建模任务 \Yh*ywwP#  
nxe9^h7m  
2Mj_wc  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 t\f[->f  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 "%#CMCE|f  
wxy@XN"/i+  
2. 建模任务：正弦光栅 EF'8-*  
$J#Z`%B^y  
x-z方向(截面视图) 2Q;rSe._`  
1,+swFSN  
jOm7:+H  
光栅参数： Jv?EV,S/e  
 周期：0.908um (W?t'J^#  
 高度：1.15um 3ej[  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) gi$'x^]#  
/q) H0b  
3. 建模任务 W=Mdh}u_I  
?0+N  
A0bR.*3  
{+V ]@sz  
AOef1^S=  
 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。 +%Z:k  
.9vt<<Kwh  
 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。 ijKQ`}JA  
p!K^Q3kO  
@TJ  
Xh}G=1}  
4. 光滑结构的分析 P3v4!tR  
H'Jz:6   
yatZAl(B  
8~3I^I_v  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 &a)d,4e<M  
 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% 2a*+mw  
o>|DT(Ib  
FsS.9 `B  
Adgfo)X5  
5. 增加一个粗糙表面 &joP-!"  
OxUc,%e9P  
,.0B0Y-X  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。
pl/ek0QX  
 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。 U5p3b;  
@76I8r5l  
t*`Sme]"B  
@r(3   
$:&b5=i  
\i\>$'f*z  
)a9C3-8Y'  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 taMcm}*T1  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 HVK0NI  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 KNR7Igw?}  
"Y@q?ey[1  
00@F?|-j  
|(CgX6 l3  
6. 对衍射级次效率的影响 V Ds0+RC  
{a15s6'd  
x+b.9f4xJ  
粗糙度参数： #qv!1$}2  
 最小特征尺寸：20nm Uyxn+j5  
 总的调制高度：200nm BCtKxtbS  
 高度轮廓 4p
%^?L?  
m#4h5_N  
oTrit_@3  
.[Qi4jm>`  
NE4]i  
 效率 X*9-P9x(6  
"=LeHY=9  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 K(HrwH`a{  
N-
q6_  
y>7 r;e  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ^E.mG>
 
 总调制高度：400nm 高度轮廓 hBVm;`  
lCTXl5J5  
sL;;'S&  
zKp R:F  
 效率 mA"[x_  
VTY #{  
 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。 J'tJY% `  
v*c"SI=@M=  
粗糙度参数： 7|jy:F,w%  
 最小特征尺寸：40nm oTx>oM,  
 总调制高度：200nm e)m6xiZ  
 高度轮廓 [j0jAl  
D,|TQQ  
Y3s8@0b3  
Zsmv{p  
 效率 &9z&#`AY]>  
wy{
sS}  
ma!C:C9#J  
B9$pG  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 f9 :=6  
~b0l?P*Ff  
k\9kOZW  
粗糙度参数： [>\e@ =  
 最小特征尺寸：40nm 4\k{E-x $  
 全高度调制：400nm aQf2}kD  
 高度轮廓 !%DE(E*'(  
_a|g >  
ksOc,4A  
 效率 ?L H[,8z  
r!w*y3  
>[wB|V5  
g0;
;+z  
b?VByJl  
 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。 mAY/J0_  
Om>?"=yDE  
7. 总结 F
9d6#~  
 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)。 ~66v.`K!  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 FP7N^HVBG=  
 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。 dm40qj  
 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。 M?Q\ Hw  

经典，学下。。。，，