[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。 6V+V zDo  
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1. 建模任务 gfV]^v  
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D\@e{.$MZ|  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 w 7Cne%J8  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 dvC0 <*V  
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2. 建模任务：正弦光栅 |C^ c0  
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x-z方向(截面视图) 9zmD6G!}t  
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光栅参数： 6\%r6_.d  
 周期：0.908um ,xm;JXJ  
 高度：1.15um ]r"31.w(  
(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) c
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3. 建模任务 3csm`JVK  
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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。 38Bnf  
<\B],M1=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。 x8\E~6`,  
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b #o}=m  
4. 光滑结构的分析 AGw1Pl8]K  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 )pkhir06t  
 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% XLkL#&Ir  
T*7S;<2  
Zm"!E6`69  
GN"M:L^k`  
5. 增加一个粗糙表面 )^*9oqQ
 
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L,s|gtv  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 0"wbcAh)  
 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。 (mD-FR@#  
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Pn'QOVy  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 .y/NudD  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 [ZL r:2+z  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ;o~+2Fir  
8GF[)z&|P:  
Im0+`9Jw  
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6. 对衍射级次效率的影响 r'mnkg2,  
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粗糙度参数： r| 6S  
 最小特征尺寸：20nm G#9o?  
 总的调制高度：200nm N\CEocU  
 高度轮廓 #z-iL!?  
e')&ODQ H  
j. ks UJ  
(Fbm9(q$d  
D7gX,e  
 效率 :FKYYH\  
1pYmtr  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 L.I}-n  
<{-(\>f!9  
b]tA2~e  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm e"v[)b++Y  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 LX(iuf+l  
~vjr;a(B  
V,|Bzcz  
k#IS,NKE  
 效率 M<M#<kD  
HwVgT"  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 O3<Y_I^  
R&x7Iq:=D  
粗糙度参数： -Fok%iQ'5  
 最小特征尺寸：40nm x[.z"$T@  
 总调制高度：200nm buCm @@o  
 高度轮廓 1O'*X  
2RSHB
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3-_U-:2"  
N,sqrk]  
 效率 &
"r==A?  
,XBV}y  
QBPvGnb  
DO1N`7@o  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 TYJnQ2m  
@3expC  
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粗糙度参数：  Vgru, '  
 最小特征尺寸：40nm HhY2`P8  
 全高度调制：400nm ?V\9,BTb)  
 高度轮廓 bHWvKv+  
TW-zh~|F  
x>8}|ou  
 效率 eN2k8=  
B;D:9K  
23u1nU[0  
#by9D&QP]  
v{rK_jq  
 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。 n[MIa]dK  
u=v%7c2Mx}  
7. 总结 [ilv/V<  
 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)。 abJ@>7V  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 qqom$H<  
 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。 @cTZ`bg  
 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。 h2/1S{/n]  

经典，学下。。。，，