[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。 :Sr?6FPc  
HcRa`Sfc]/  
1. 建模任务 5
%*w<6<_z  
X) V7bVW  
m9in1RI%  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 zuSq+pxL@  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 4({(i  
,`k_|//}=  
2. 建模任务：正弦光栅 RK[D_SmS  
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x-z方向(截面视图) :\XI0E  
ui:=  
k1)%.pt%  
光栅参数： NzQ9Z1Mxy  
 周期：0.908um zN#*G i'  
 高度：1.15um h.)h@$d  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) A /(lKq  
'Gx$Bj  
3. 建模任务 98RKCc9h  
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F]UQuOR)  
3iRA$C-p  
As~(7?]r  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 xl(@C*.sC1  
=pcF:D#+  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 G O{.9_2  
ndink$  
!v|FT. T`  
5;\gJf  
4. 光滑结构的分析 $Az^Y0[D  
|Os6V<u"  
sV/l5]b]  
N|mJg[j@7  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 S${Zzt"  
 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% "5C`,4s  
20b<68h$:  
0V$k7H$Z  
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NVr  
5. 增加一个粗糙表面 ]}Z4P-"t  
z0%\OhuCcf  
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V_5i@:  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 X T[zj<&_  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 -`b8T0?oK  
?m7:if+y  
p8}(kHUp(  
slu(SmQ  
oR .cSGh  
g13 rx%-  
0v)bA}k  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 6Wj^*L!  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 5O
<>mCF  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 D}3T|N  
lDc-W =X=  
&<y2q/U}  
_;
1}x%4v  
6. 对衍射级次效率的影响 vxFTen{-F  
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G7
GZDi  
粗糙度参数： )+P]Vf\jH  
 最小特征尺寸：20nm \Q~8?p+  
 总的调制高度：200nm m2~&#c\  
 高度轮廓 Yd EptAI  
.zg8i_  
Cx<0 H  
N8to
xRu  
|re}6#TgcT  
 效率 \1"'E@+  
O.`Jl%  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ^3VR-u<O  
r]@0eb   
S! Rc|6y%  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm `x
8J  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 \u,}vppz  
lot%N(mB`  
<BFQ:  
_VE^/;$"l  
 效率  hc#!Lv  
+mj*o(  
 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。 K6/@]y%Wr  
Q?b14]6im  
粗糙度参数： Vd^g9  
 最小特征尺寸：40nm uvDzKMw~R  
 总调制高度：200nm {S/yL[S.  
 高度轮廓 j9Ybx#  
r={c,i  
`Z:R Ce^  
aj8A8ma*}  
 效率 5=Xy,hmnC  
7SDFz}  
:y*NM,s
 
K<?nq0-  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 4iAZ+l5&  
&Z(K6U#.  
qm/Q65>E  
粗糙度参数： ZkL8
e  
 最小特征尺寸：40nm :B3[:Mp
L}  
 全高度调制：400nm )?+$x[f!*  
 高度轮廓 Jk@]tAwoM  
[Wd-Zn%  
;!:U((wv  
 效率 fjvN$NgVs  
+$4(zPs@  
Gjo
Im?  
|*Z$E$k:  
zp\8_U@  
 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。 w=b)({`M  
8!.ojdyn  
7. 总结 !.2<| 24  
 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)。 720PjQ  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 HhO".GA  
 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。 J>fQNW!{  
 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。 ?X@fKAj  

经典，学下。。。，，