[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。 5^tL#  
b-ZvEDCR  
1. 建模任务 O10h(Wg  
rNZN}g  
lqu1H&  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 a?@j`@]ZR~  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 8on2BC2  
c,e 0+  
2. 建模任务：正弦光栅 0e3aWn  
m%m8002  
x-z方向(截面视图) p=eSHs{>A  
qdOaibH_  
h4ZrD:D0\  
光栅参数： sHKT]^7  
 周期：0.908um A`IE8@&Z'  
 高度：1.15um t+ Fm?  
(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) RzNv|   
5&6S["lt  
3. 建模任务 2TiUo(MK  
9QZ;F4 r  
Dk8" H>*  
?/NxZ\  
O7:JG[tR*  
 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。 ~^Gk7
 
7LKNEll  
 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。 Q;SMwCB0M  
|odl~juU  
/O+,vRw\A  
,D>$N3;  
4. 光滑结构的分析 Hb IRE  
7 zK%CJ  
Q+gQ"l,95  
'Aai.PE:  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 |no '^  
 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% =p:D_b  
Bxak[>/  
T+RfMEdr  
'ym/@h7h  
5. 增加一个粗糙表面 6 C;??Y>b  
vY:A7yGW  
$ ^m_M.1  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 nO2-fW:9]  
 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。 a";(C,:0  
(+(YO\ng6  
Q]A;VNx  
}n oI2.-#  
cYq<.A(hVj  
;)~loa1\  
%jim] ]<S[  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 Mo0+"`
   
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Jah~h44&  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 SX$v&L<  
S~/zBFo-  
Gr}Lp  
?,O{,2}  
6. 对衍射级次效率的影响 d7qHUx'=z  
2D,9$ 0k_]  
[0w@0?[  
粗糙度参数： _T7tq  
 最小特征尺寸：20nm e@F9'z4  
 总的调制高度：200nm f^Lw3|rq4  
 高度轮廓 ,?P@ :S<8  
1Y_Cd  
ehPrxIyC  
4&2aJ_ 2y  
2r^|  
 效率 E?m(&O j  
;|5m;x/a  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 HE,# pj(D  
,nD:W  
rp (nGiI  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm oDXUa5x  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 HY4X;^hF  
OEnJ".&V  
]g2Y/\)a  
uhz:G~x
!  
 效率 |X,T>{V?y  
S~.:B2=5K  
 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。 %qfql  
DJ2EV^D+P  
粗糙度参数： SxdH%agM  
 最小特征尺寸：40nm A
]id*RtY  
 总调制高度：200nm > SU2Jw  
 高度轮廓 .^6"nnfA#
 
,|,DXw  
nlQ<Aa-%  
+1zCb=;!{  
 效率 ,A T!:&<X  
Mhc!v, D$  
gNY}`'~hr  
wws)**]J8  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 M.iR5Uh  
RcIGIt  
dh#4/Wa,  
粗糙度参数： l8/ tR  
 最小特征尺寸：40nm {{7%z4l  
 全高度调制：400nm eLXG _Qb"  
 高度轮廓 /ldE (!^n  
wg\*FfQn  
+YVnA?r?  
 效率 ^AS*X2y  
Z[[ou?c  
g!;k$`@{E'  
]PJb 9$f2  
.>NhC"  
 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。 B:Ec(USe  
5RCZv\Wd&  
7. 总结 (=cR;\s<  
 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)。 eY^;L_7}p  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 E$"( :%'v  
 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。 BQq,,i8H  
 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。 b1Bu5%bt,:  

经典，学下。。。，，