[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。 rFf:A-#l  
wj}=@HS,3!  
1. 建模任务 3gC\{y!8  
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5BrU'NF  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 X";TZk  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 7F,07\c  
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2. 建模任务：正弦光栅 Tw2Xe S  
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x-z方向(截面视图) Dq{:R  
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光栅参数： -b@v0%Q2M*  
 周期：0.908um X'YfjbGo  
 高度：1.15um 0PYvey }[  
(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) mfj4`3:NV  
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3. 建模任务 ll^Th >  
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 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。
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 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。  `2Wl  
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4. 光滑结构的分析 ^wvH,>Yo  
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T+`xr0  
Hlz'a1\:O]  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 $Sp*)A]E`  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% D2Vb{%(4.  
C4&U:y<ju  
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Ly#h|)  
5. 增加一个粗糙表面 mgmWDtxN  
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Xg|8".B)A  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ZC3tb
hV  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 b=6MFPbg  
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1"8Z y6t  
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J xA^DH  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 '"!z$i~G=  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 "6NFe!/Y$*  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 _fczE~O/  
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6. 对衍射级次效率的影响 w8eG;  
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粗糙度参数： o0,UXBx  
 最小特征尺寸：20nm YD/B')/ s  
 总的调制高度：200nm '5|Q<5!o  
 高度轮廓 W?*Xy6",JF  
I-RdAVB/Ep  
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 效率 Jngll  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 3q~":bpAp  
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an*]62l  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm @<@R=aqE  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 Wrf^O2  
Tf&f`/

 
\Dvl%:8  
p9FA_(`^  
 效率 Bo\a  
D..{|29,:  
 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。 sDaT[).Hm  
u)q2YLK8  
粗糙度参数： t*Z .e.q+  
 最小特征尺寸：40nm .4S^nP  
 总调制高度：200nm }};j2  
 高度轮廓 J6*\>N5W  
"_ PH"W  
<Um1h:^  
&A ;3; R  
 效率 <GL}1W"Ay  
Zd[y+$>  
c]AKeq]  
dXA{+<!!  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 `l[6rf_.  
kcq9p2zKv  
F]K$u<U  
粗糙度参数： htUy2v#V  
 最小特征尺寸：40nm H{ n>KZ]\  
 全高度调制：400nm &y#\1K  
 高度轮廓 I2t-D1X  
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B|]t\(~$[  
 效率 7AGZu?1]M  
38x[Ad4%  
JEK%yMj  
)V[w:=*  
ct2_N  
 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。 0UM@L }L  
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7. 总结 !L0E03')k  
 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)。 ZXssvjWQV}  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 7':5  
 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。 *@bg/S K%  
 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。 /?.r!Cp  

经典，学下。。。，，