[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。 >S!QvyM(V  
%+`$Lb?{  
1. 建模任务 lJ}lO,g  
0h#' 3z<  
)TP7gLv=b  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 C9*'.~  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 _STN^   
n32BHOVE  
2. 建模任务：正弦光栅 EY&hWl*a^  
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x-z方向(截面视图) d7l0;yR&+  
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IF@)L>-%  
光栅参数： !v94FkS>  
 周期：0.908um P~=|R9t  
 高度：1.15um NPKRX Li
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(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) +e4o~p  
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3. 建模任务 )Ibp%'H  
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Cg-khRgLS  
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 347p2sK>  
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 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 #=+d;RdlW  
RV7l=G9tq  
M2mte#h  
R~;<}!Gtx  
4. 光滑结构的分析 %5a>@K]  
HPm12&8,  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ,%yjEO  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% F}.<x5I-;h  
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E_7N^htv  
5. 增加一个粗糙表面 RCo!sZP}  
GuNzrKDr  
B&`#`]  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 EO3?Dev  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。
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GR Rv0M  
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U,~\}$<I  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 9JpPas$]
 
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ON\_9\kv  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 zT*EpIa+LS  
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6. 对衍射级次效率的影响 fOtL6/?  
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粗糙度参数： ?ep93:j  
 最小特征尺寸：20nm :4;ZO~eq!  
 总的调制高度：200nm oMM`7
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 高度轮廓 v&;q4b4  
OV_Y`u7YR  
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 效率 Xk8+m>   
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 J 6D?$  
q~48lxDU  

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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm -1;BwlL  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 Az8>^|@  
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 效率 ;!v2kVuS]  
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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。 AK]{^Hv
z  
iC10|0%{  
粗糙度参数： xT6&;,|`  
 最小特征尺寸：40nm n,q+EZd  
 总调制高度：200nm <C`qJP-  
 高度轮廓 AKk6kI8F  
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D6=Z%h\*  
 效率 !o1{. V9q  
o{f|==<t3#  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 MF)Xc\}0p  
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粗糙度参数： sEP-jEuwG  
 最小特征尺寸：40nm CZe0kH^:{  
 全高度调制：400nm YBqu7
&  
 高度轮廓 r9McCebIW  
QV,X> !Nz  
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 效率 >77N5>]e  
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(99P9\[p  
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Q\|72NWS  
 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。 ufyqfID  
_H@Y%"ZHJ6  
7. 总结 U
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 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)。 62GP1qH9  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 v6(Yz[  
 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。 dfl| 6R  
 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。 onL&lE  

经典，学下。。。，，