[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。 T Z@]:e:"b  
Q\vpqE!9  
1. 建模任务 B mb0cFQ  
kH1~k,|\&K  
/s?`&1v|r  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 3M`M  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 Lb-OsKU  
#%2rP'He  
2. 建模任务：正弦光栅 Uc>lGo1j  
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x-z方向(截面视图) SulY1,  
6|=
f$a  
Rv>-4@fMJ  
光栅参数： Ne!lH@ql  
 周期：0.908um 4at?(B+  
 高度：1.15um Dy&i&5E.-l  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) 3,w_".m`#  
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3. 建模任务 {Xy5pfW Q  
M3y NAN  
372rbY  
N~gzDQ3  
:OZrH<SW  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 t?gic9 q  
r5/0u(\LB  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 s8Q 5ui]  
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J{)-\  
?^{Ah}x  
4. 光滑结构的分析 P+sW[:  
I{2hfKUe`  
B6 ;|f'e!  
n@i HFBb  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 uW{l(}0N  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% B$K=\6o  
Or+U@vAnk  
bJ%h53  
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5. 增加一个粗糙表面 +\A,&;!SR  
3hH<T.@)  
V!=,0zy~Z  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 3"i-o$P  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 N+xP26D8  
J@'wf8Ub  
t{kG<J/l  
e T{ 4{  
'H!Uh]!  
m0SlOgRsk  
_{KG 4+5\X  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 )akoa,#%6c  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 bE..P&"  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 Kc-W&?~y#1  
t*u:hex  
q9_OGd|P  
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6. 对衍射级次效率的影响 Sm|6 %3  
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粗糙度参数： >GRxHK@G  
 最小特征尺寸：20nm 6{b>p+U  
 总的调制高度：200nm n>YKa)|W`  
 高度轮廓 )t#W{Gzfmh  
eauF~md,  
t{96p77)=  
K%oG,-wdg  
6&x@.1('z  
 效率 /4Gt{ygSr  
25?6gu*Z  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 &QgR*,5eo  
4B.*g-L   
&8lZNv8;(p  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm l_p2Riv  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 a~w$#fo"`f  
o+'6`g'8  
{wKB;?fUvk  
7.oM J  
 效率 k,*XG$2h  
=^?/+p8k  
 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。 %ET+iIhK  
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0Pt{  
粗糙度参数： zDG b7S{  
 最小特征尺寸：40nm (LCfUI6;  
 总调制高度：200nm $UwCMPs X  
 高度轮廓 Zh~'9 JH  
9*M,R,y  
z{QqY.Gu{G  
TLH1>pY&  
 效率 a7opCmL  
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6=C<>c%+  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 E1 2uZ$X  
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粗糙度参数： >t+P(*u  
 最小特征尺寸：40nm p_4<6{KEt  
 全高度调制：400nm h?U O&(  
 高度轮廓 F+qm[Bc8  
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SpBy3wd  
 效率 LS[]=Mk@1  
$??I/6  
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5^Zg>I  
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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。 *-X[u
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7. 总结 #'}*dy/  
 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)。 bN.Pex  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 uxz^/Gk  
 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。 ]?4hyN  
 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。 lB4WKn=?Kl  

经典，学下。。。，，