[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。 g: ,*Y^T  
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1. 建模任务 %fB!XCW  
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_l$X![@6=  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ]}s'`44J9e  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 e2vLUlL8  
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2. 建模任务：正弦光栅 P"ATqQG%D  
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x-z方向(截面视图) 0mYKzJi  
Fv2U@n6'v  
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光栅参数： P=PVOt@ b  
 周期：0.908um bYB:Fe=2  
 高度：1.15um xI,7ld~  
(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) Nc[[o>/Cb  
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3. 建模任务 6qq{JbK  
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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。 Z9k"&F~u}  
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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。 lMRy6fzI  
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Mi2lBEu,  
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4. 光滑结构的分析 x>*#cOVz;C  
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04P!l  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 2:tO"   
 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% :iVEm9pB)  
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D?wR#J=  
D?6ah=:&R  
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5. 增加一个粗糙表面 {Tl|>\[P  
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C Ch38qBp  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 {((|IvP`  
 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。 V/CZcMY_  
jI~GRk  
("5Eed  
G'0]m-)dw  
&&er7_Q  
v dR6y  
QZ^P2==x  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。

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 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 pG0Ca](  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ,!'L~{  
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mb_~ "}A  
g_2EH
  
6. 对衍射级次效率的影响 HA W57N  

W^Z#_{  
7PG|e#  
粗糙度参数： p5PTuJ>q  
 最小特征尺寸：20nm +4--Dl?  
 总的调制高度：200nm .L'eVLQe  
 高度轮廓 ._5"FUg  
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 效率 u&\QZW?  
C#Y_La  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 [yf&]0  
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u{dI[?@  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 2,.;M
dl  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 q/l@J3p[qm  
Y9_
OkcW)  
>;M?f!  
BiI}JEp4o  
 效率 ^ua8Ya  
jUg.Y98  
 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。 Zw
xu3R_  
Q@HW`@i  
粗糙度参数： ;&8  
 最小特征尺寸：40nm x;L.j7lzA;  
 总调制高度：200nm -D-]tL6w  
 高度轮廓 bQelU  
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Z;4pI@u  
bL9EX$P  
 效率 ghu8Eg,Y  
P6 & _q  
_}RzJKl@  
5(V'<  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 tH\ aHU[  
UI}df<Ge  
'}|sRuftb  
粗糙度参数： @& vtY._  
 最小特征尺寸：40nm '4J];Nj0  
 全高度调制：400nm U9ZWSDs  
 高度轮廓 c2iPm9"eh  
?}D|]i34  
d|?'yX  
 效率 C%)Xz  
lmjoSINy  
5l ioL)  
eO?.8OM-a  
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 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 p[Yja y+  
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7. 总结 _xVtB1@kLM  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 !J@!P?0. C  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 }q~M$  
 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。 3xU in  
 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。 ">V.nao  

经典，学下。。。，，