[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。 [4hO3):F  
H/3Zdj 9  
1. 建模任务 $i@EfujY  
7L+X\oaB  
a!:8`X~[/$  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ye|a#a9N  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 f>5RAg  
3N"&P@/0x  
2. 建模任务：正弦光栅 JZ%F  
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x-z方向(截面视图) J4}\V$ysN  
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B-~&6D,  
光栅参数： $uw+^(ut  
 周期：0.908um LZ)m](+M  
 高度：1.15um l>UUaf|O  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) e^NEj1  
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3. 建模任务 KF_Wu}q d  
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B#6pQp$  
d `kM0C
 
m_$I?F0  
 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。 n]DNxC@b  
HQ3`:l
 
 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。 ZGpTw[5ql  
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UB$`;'|i  
4. 光滑结构的分析 3rdfg  
p$nK@t}  
2-V)>98  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 !049K!rP{  
 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% eq~c  
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NVJ&C]H6  
5. 增加一个粗糙表面 +qUkMx  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 +&7Kk9^  
 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。 V`\f+Uu  
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k&A7alw  
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zNny\Z  
)J+{oB[>b  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 .ts0LDk0f  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 tP`G]BCbt  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 }@14E-N=  
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6. 对衍射级次效率的影响 Fi'M"^:r{  
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粗糙度参数：  @yt2_  
 最小特征尺寸：20nm R6!cK[e]4  
 总的调制高度：200nm abo>_"9-  
 高度轮廓 *`ZB+ \*  
'B3Wza.  
nuSN)}b<Q  
eA?uny f2r  
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 效率 Jq$_=X&  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 FgWkcV6B  
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DD!MGf/  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm *p&^!ct  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 f v E+.{  
8QVE_ Eu  
IvTzPPP  
pw,O"6J*  
 效率 :8^M
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 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。 0]T.Lh$3  
5: daa  
粗糙度参数： R:'Ou:Mh  
 最小特征尺寸：40nm {f+N]Oo*  
 总调制高度：200nm oX'0o 'c  
 高度轮廓 qoC]#M$oo#  
EBoGJ_l  
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 效率 Oj4v#GK]  
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PKCtm&~  
3CR@' qG-  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 _wf5%(~b  
D##+)`dK  
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粗糙度参数： d_Q*$Iz)3  
 最小特征尺寸：40nm 3k#[(phk  
 全高度调制：400nm _u&>&,:q  
 高度轮廓 m\>|C1oRy  
EL^8zyg%%  
oZTgN .q  
 效率 'lJEHz\  
vQ:wW',i  
.L9']zXc`  
\6{krn|  
{?E<](+0  
 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。 9-0<*)"b>  
KZ=
u54  
7. 总结 1/B]TT  
 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)。 n(g)UNx  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ~C&*.ZR  
 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。 aaDP9FW9e  
 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。 xfjd5J7'  

经典，学下。。。，，