[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。 r1b{G%;mJ  
EtvZk9d6h*  
1. 建模任务 ukHSHsR  
F$QN>wPpM  
,*$L_itL  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 bRT1~)  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 =)5O(h  
F$<>JEdX  
2. 建模任务：正弦光栅 c,pR+DP  
0$NcxbM  
x-z方向(截面视图)
|TL&#U  
4Xt.}S!  
Fka&\9i  
光栅参数： RAYDl=}  
 周期：0.908um mz$)80ly  
 高度：1.15um I4{uw ge  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) 1)yEx1  
nI7G"f[%r;  
3. 建模任务 R#gt~]x6k  
aNLRUdc.  
gEcRJ1Q;C  
lx_jy>$}r  
t`=TonLb8  
 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。 JAJo^}}{b  
C^9G \s'  
 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。 2f
>G   
]S
;^QZ  
h&@A'om~  
LA &W@  
4. 光滑结构的分析 "#,]`ME;  
S.&=>   
Ey<vvZ  
9RA~#S|(T  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 C".nB12  
 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% [Q+8Ku  
0'8_:|5  
_RI`I}&9Z  
q)0?aL  
5. 增加一个粗糙表面 ?^I\e{),c  
N
fe  
-OV:y
],-  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 V&nTf100  
 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。 z H$^.1  
(ndXz  
"<['W(  
tg =ClZ-  
fLkZ'~e!  
JxI\ss?O  
^6R Sbi\  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 (=#[om(A  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 u@QP<[f  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 -Pds7}F8  
T%0vifoQ_$  
qyi5j0
)W  
;k1\-  
6. 对衍射级次效率的影响 MzUNk`T @  
\"r84@<  
)}ygzKEa  
粗糙度参数： t!}QG"ma  
 最小特征尺寸：20nm 2stBW5v3  
 总的调制高度：200nm 8{DZew /  
 高度轮廓 f3_-{<FZ  
0_nY70B  
v9?hcJ=  
^G:}%4  
^n! j"  
 效率 %DyukUJ  
DJ&ni`  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 mEK0ID\  
GxH]  
5:S=gARz  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm [/Q .MmnL  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 FXLY*eRk  
Vo1,{"k  
z=\y)'b  
jhRg47A  
 效率 M1nH!A~o  
V2Iqk]V%y  
 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。 q47
>RWMh%  
7Iz%Jty  
粗糙度参数： ;4(ULJ*  
 最小特征尺寸：40nm Kjw==5)}  
 总调制高度：200nm 6yn34'yw  
 高度轮廓 +#* F"k(  
r'|Vz*/h  
U%.%:'eV=  
4o/}KUu(*  
 效率 ]|H`?L  
h?Y->!'  
J\06j%d,  
u92);1R  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 +,;"?j6<p  
6[.#B!;9  
B=ckRWq  
粗糙度参数： "+0Yhr?  
 最小特征尺寸：40nm ON,sN  
 全高度调制：400nm ?"hrCEHV{9  
 高度轮廓 ;+-@AYl  
OBnf5*eJ  
R #f*QXv  
 效率 F.rNh`44  
Xmmb^2I  
QD8.C=2R  
:.VI*X:aQh  
95XQ?%  
 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。 o"kVA;5<G  
Ee~<PDzB  
7. 总结 Jn|sS(Q}  
 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)。 wo#,c(  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 61aU~w11a  
 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。 eq" eLk6h  
 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。 {/)q=  

经典，学下。。。，，