[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。 nIr:a|}[  
!,|-{":  
1. 建模任务 NDUH10Y:[  
eDsB.^|l  
>PzZt8e  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 O9P+S|hcY  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 /\{emE\]  
@O`T|7v  
2. 建模任务：正弦光栅 n)0M1o#  
R<B5<!+  
x-z方向(截面视图) !bCSt?}@u  
ODEFs?%'  
]Twyj  
光栅参数： k Nvb>v  
 周期：0.908um h,?%,GI  
 高度：1.15um Ld 0*)rI#  
(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) ypgM&"eR  
u`ryCZo#g  
3. 建模任务 !w}b}+]GB  
?[u
HRBR'  
-{}
h6r  
O{EPq' x  
dF[|9%)  
 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。 NB4Q,iq$  
@j!(at4B  
 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。 HSWki';G  
XzPOqZ`Nv  
]>Ym   
;\v&4+3S  
4. 光滑结构的分析 xL*J9&~iG  
gnGh )  
h w^ V  
5E]
iv^q%  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 *MS$C$HOq  
 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% gW<6dP'v  
Lk!m1J5  
$KQ q~|  
`KtP;nG  
5. 增加一个粗糙表面 \WBO(,]V  
suzK)rJ9i  
b*Q3j}cZ  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 z#Fel/L`O  
 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。 P z~jW):E  
}K={HW1>  
7H09\g&  
$E&T6=Wn  
=IW!ZN_  
|gWA'O0S  
&l0K~7)b  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 =tbfBK+  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ]tXIe?>9  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 Vz$xV!  
M(nzJ  
4#}aLP  
sfipAM  
6. 对衍射级次效率的影响 4D2U,Ds  
*RxJ8.G  
=%<, ^2o  
粗糙度参数： n?nzm "g  
 最小特征尺寸：20nm 6}m`_d?  
 总的调制高度：200nm 7)]boW~Q  
 高度轮廓 ]\KVA)\  
h]h"-3  
nShXY6bA  
24nNRTI  
5
q*s_acQ  
 效率 QRvyaV  
aXQS0>G%(  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 u178vby;l  
.hu7JM+  
U+*l!"O,  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm -yB}(69  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 y%ij)vQY  
-N% V5 TN  
&BLCP d  
SGSyO0O  
 效率 \?]U*)B.r  

{ibu0  
 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。 haBmwq(f  
{j9TzR  
粗糙度参数： J{^md
0l  
 最小特征尺寸：40nm o_`6oC"s  
 总调制高度：200nm t 86w&  
 高度轮廓 '=vZAV`  
Dc@O Mr  
x;)I%c  
OA*O =
 
 效率 W]#w4Fp!  
{QM rgyQE  
w") G:K  
!DzeJWM|  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 8 7(t<3V&  
I)V=$r{  
0: a2ER|J  
粗糙度参数： |dLr #+'az  
 最小特征尺寸：40nm nf^?X`g  
 全高度调制：400nm pe vXixl  
 高度轮廓 @JXpD8jn  
tO{{ci$-T  
l<w7 \a6  
 效率 _i {Y0d+  
-$W1wb9z  
Tk?uJIS :  
&'$Bk5D@G  
/Ne#{*z)hO  
 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。 ^T!Zz"/:  
V*b/N  
7. 总结 oh< -&3Jn  
 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)。 YK)m6zW5  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 B^/MwD>%  
 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。 vSR&>Q%X  
 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。 w2.] 3QAZ  

经典，学下。。。，，