[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。 aI^/X{d  
u_(VEfs4  
1. 建模任务 J &pO%Q=b  
FKNMtp[`  
ydRC1~f0  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Sz- Jy:j  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ( +pLA"xq  
26&'X+n&  
2. 建模任务：正弦光栅 F *FwRj  
S}p4iE"n  
x-z方向(截面视图) P9g en6  
),G=s Oo  
X/iT)R]b  
光栅参数： 1%4sHSN  
 周期：0.908um x=ul&|^7D  
 高度：1.15um 3)\8%Ox  
(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) KD`IX-r{s  
;;L[e]Z  
3. 建模任务 *s9C!wYMZ  
0"CG7Vg,zh  
\jOA+FU[  
Ec
d;<$tk  
rM'=_nmi  
 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。 1pArZzm>  
]]Cb$$Td  
 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。 At-U2a#J{  
 IiY/(N+J  
#Q2Y&2`yGT  
T:5fc2Ngv  
4. 光滑结构的分析 1P~X8=9h  
cWoPB _  
UK<Nj<-'t
 
ZosP(Tdq  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 /YZr~|65  
 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% c-B cA  
$0vb
^  
{zMU#=EC  
!o:f$6EA~C  
5. 增加一个粗糙表面 spt6]"Ni  
&*+'>UEe5  
8C*c{(4  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 dBz/7&Q   
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 9I6
a"PGDb  
xai*CY@cQ  
eEuvl`&  
nih0
t^m'  
z6*X%6,8  
Wf|Q$MHos  
B}lvr-c#  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 R}O_[  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 *MKO I'  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 vN`klDJgW[  
8fl`r~bqZ  
n*2UnKaJ  
!@}wDt  
6. 对衍射级次效率的影响 kqFP)!37  
>m$1Xx4#GV  
C{U?0!^  
粗糙度参数： }H^+A77v  
 最小特征尺寸：20nm P)P*Xqr#:  
 总的调制高度：200nm &litXIvT>  
 高度轮廓 ?l
9XAWt\  
|olA9mp|]  
<0Xf9a8>  
5>[u `  
Ff)8Q.m  
 效率 Zy`m!]G]80  
'Gj3:-xqL  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 PvPOU"  
4K\G16'$v  
~E17L]ete  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm fU/>z]K  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 \NPmym_6J  
VK m&iidU  
fD[*_^;h)  
+S o4rA*9  
 效率 Q'=x|K#xj  
d3\qKL!~  
 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。 =;Au<|  
l9{hq/V  
粗糙度参数： CsGx@\jN  
 最小特征尺寸：40nm La`NPY_:>  
 总调制高度：200nm ssfr}fzH  
 高度轮廓 >qnko9V  
0X6YdW_2X  
ua3~iQj-  
LSL/ZvSP  
 效率 m*&]!mM"0G  
q'T4w!V(V  

^aItoJq  
&u$Q4  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 j#!IuH\]  
.*OdqLz  
5_GYrR2  
粗糙度参数： f%][}NN)Xr  
 最小特征尺寸：40nm J,'M4O\S  
 全高度调制：400nm <cps2*'  
 高度轮廓 @0Ic3C[rH6  
&6/[B_.  
xQ7l~O b  
 效率 "H'B*vc-  

-*1d!  
G#ZH.24Y  
#NEE7'&S  
Yl Zso2  
 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。  dm\F  
ha]VWt%}  
7. 总结 zu_8># i-  
 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)。 ?1~`*LE  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 Ri<u/ ]oR"  
 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。 I fK,b*%  
 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。 B6MB48#0gs  

经典，学下。。。，，