[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。 j*'+f~A  
S[ln||{  
1. 建模任务 9{KL^O?g  
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8%ea(|Wjg  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Nr,Qu8  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 A 6IrA/b  
d^(7\lw|  
2. 建模任务：正弦光栅 qbsmB8rh  
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x-z方向(截面视图) s ]XZQr%  
[(rT,31cW  

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光栅参数： !Soz??~o/  
 周期：0.908um M(/ATOJ(  
 高度：1.15um iLC.?v2=  
(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) NxW Dw  
$Vp*,oRL  
3. 建模任务 ]T:a&DHC  
L}a-c(G+8  
4'wbtE|  
0Fw4}f.o  
YT`,f*t  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 'EHtA9M  
.mbqsb]&Y  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 -^aJ}[uaI  
m!K`?P]:N  
{ )-8P  
)UCc!  
4. 光滑结构的分析 2z9s$tp  
#PkZi(k hv  
(yb$h0HN  
HSk_'g(\0  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 gHo sPY[  
 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% Gl"|t't(  
I
E|? &O  
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@9tzk [  
5. 增加一个粗糙表面 re~T,PPM  
s(Bcw`'#  
*\(MG|S  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。
B[,AR"#b  
 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。 SF=TG84<  
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xG(xG%J  
Qhq' %LR  
rJ)j./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)。 F[v:&fle  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 PU,%Y_xR  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 KdBpfPny@  
N[rAb*iT  
"Ccyj/  
RH.qbPjx  
6. 对衍射级次效率的影响 'u:
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粗糙度参数： `*l aUn  
 最小特征尺寸：20nm +CM>]Ze  
 总的调制高度：200nm : eCeJ~&E  
 高度轮廓 +Bf?35LP  
N;`/>R4|I  
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 效率 5Xf]j=_  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 gBky
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm }T0O~c{$i  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 &+n9T?+b  
t/}NX[q  
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S,j. ?u*!  
 效率 zak|* _  
Z\$M)

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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。 qJag>OY  
m8=n`XI  
粗糙度参数： RC/45:hZZ  
 最小特征尺寸：40nm x_/}R3d  
 总调制高度：200nm 'Oj 1@0*0  
 高度轮廓 vQ L$.A3>  
EJ>&\Iq  
[ /YuI@C,@  
ei<0,w[V1{  
 效率 @)BO`;*$fF  
W|D kq  
c}+*$DeT  
lH;V9D^  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 F#>00b{Q  
)q[P&f(h  
NJ)Dw`|%|)  
粗糙度参数： MoE&)~0u&  
 最小特征尺寸：40nm T8|5%Y  
 全高度调制：400nm +ID\u <?
 
 高度轮廓 'w27Lt'V  
KW(a@X  
o]~\u{o#.  
 效率 kDE-GX"Y  
|DV?5>>  
fO$){(]^  
:{#O  
#n'.a1R  
 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。 ov,|`FdU^T  
0muC4  
7. 总结 Bl*}*S
PU  
 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)。 $8)XN-%(  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 X3\PVsH$K  
 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。 "~5cz0 H3v  
 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。 H.m]Dm,z  

经典，学下。。。，，