[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。 HGDiwA  
M`8c|*G   
1. 建模任务 ggrkj0  
d^v.tYM$N  
fz?woVn  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 s
}yN_D+V  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 |qwx3 hQ?  
+G\i$d;St  
2. 建模任务：正弦光栅 7z&$\qu2  
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x-z方向(截面视图) NTO.;S|2%  
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MttFB;Tp  
光栅参数： )]LP8 J&  
 周期：0.908um uHRxV"@}[1  
 高度：1.15um 4@Z!?QzW  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) a8G<x<  
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3. 建模任务 y&eU\>M  
6.$
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Rlm28  
[@B!N+P5;  
 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。 ^QG<_Dm]  
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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。 [
0]J 2  
Vg :''!4t2  
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Zz]/4 4t  
4. 光滑结构的分析 G:wO1f6  
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"q!*RO'a  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 :zvAlt'q=  
 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% d0f(Uk  
o*"Q{Xh#Qd  
HD1/1?y!@q  
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5. 增加一个粗糙表面 XW\ 3ttx  
iel@"E 4  
!&`\MD>;~R  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 c,M"a  
 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。 +x/vZXtOK  
hN\sC9a1  
T
wr,O;*u=  
yF_/.mI  
-j:yEZ4Oy  
)K`tnb.Pf  
AxF$7J(  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 6+"gk(  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 sIl&\g<b  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ]{#Xcqx  
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6. 对衍射级次效率的影响 k,8^RI07@  
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粗糙度参数： vQy<%[QO  
 最小特征尺寸：20nm &OEBAtc/  
 总的调制高度：200nm Uyeo0B"  
 高度轮廓 G `B=:s]  
L|1~'Fz#w  
-7o-d-d F  
a40>_;}:x  
,_D@ggL-  
 效率 /F''4%S?E  
hx/A215L  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 St> E\tXp  
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IjQgmS~G  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm SJi;_bVf  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ] \!,yiVeU  
v |pHbX  
8YgRJQZ!  
+&J1D8  
 效率 d-W*`:Q
 
HqV4!o9'  
 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。 -Ekf T_  
"T<7j.P?  
粗糙度参数： wAzaxeV=  
 最小特征尺寸：40nm +%~me?  
 总调制高度：200nm nLPd]%78>  
 高度轮廓 6Bexwf<u  
De>,i%`Q,D  
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}jFRuT;35  
 效率 'P4V_VMK  
/oGaA@#+  
hw)z]  
g?Rq .py]!  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 CP$,fj  
LcNI$g;}Yf  
EQM[!g^a  
粗糙度参数： P=y1qqC  
 最小特征尺寸：40nm O0bOv S  
 全高度调制：400nm #T`1Z"h<  
 高度轮廓 |%3>i"Y@AK  
+Q[SddI  
+>c%I&h}`  
 效率 U_E t  
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DiZv sc  
Bi"cWO  
Fta=yH}  
 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。 r?pFc3~N  
kKDf%=  
7. 总结 f'qM?GlET  
 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)。 2n#H%&^?a  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ]~ S zb  
 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。 1Vz3N/AP%?  
 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。 :x^e T  

经典，学下。。。，，