[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。 ycSC'R
 
4
^AdSuV  
1. 建模任务 +G?nmXG[vj  
@vkO(o  
|qX[Dk  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 VF] ~J=>i  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 Ny)N  
4ai|*8.  
2. 建模任务：正弦光栅 4ROuy+Ms'  
-jQ
Mh  
x-z方向(截面视图) wYLJEuS|  
vSG$2g=  
*Bm _  
光栅参数： 5Uha,Q9SA  
 周期：0.908um };s8xGW:k3  
 高度：1.15um DE_<LN  
(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*HWH$kB  
1|/]bffg!c  
3. 建模任务 KO5! (vi@  
;ax%H @o  
`78)|a*R.  
7,&
M
6<~  
UbSAyf  
 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。 UKBaGX:v  
t*{B
N>B  
 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。 QFX )Nov];  
Cp.qL  
g6~B|?!   
[|"{a  
4. 光滑结构的分析
El:&  
EHqcQx`K_  
9L9+zs3k  
T+U,?2nF:  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 @fO[{V  
 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%
k@/s-^ry3  
R8![ $mkU  
TG@ W:>N(  
xY94v  
5. 增加一个粗糙表面 `M.\D  
EX9os  
pGdo:L?  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 1xzOD@=dI  
 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。 MiB}10  
$PE{}`#g  
sxFkpf_h  
2
{fPQQ;#  
~s4o1^6L  
yTwtGo&  
{Jn*{5tZ>  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 HHcWyu  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 mcqLN5  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 IMtfi(Y%F  
7r,h[9~e  
@dx$&;w  
.T|1l$Jn  
6. 对衍射级次效率的影响 TM2pE/P  
J.^%VnrFO9  
1'Y7h;\~\  
粗糙度参数： 0` \!O(jJ  
 最小特征尺寸：20nm C|
hD^m  
 总的调制高度：200nm N^;rLrm*  
 高度轮廓 y|(C L^(  
"Q
<  
k2Y *  
w:+wx/\  
# )]L3H<  
 效率 7;x}W-`iF  
H". [&VP5Z  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 B9i<="=p  
CP"   
LL"c 9jb4z  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ,wPvv(b]a  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 (>a8h~Na  
`#x}-A$  
iz@LS  
$G}!eV 6  
 效率 qnCJrY6]  
LCouDk(=`  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 VS ?npH  
?@YABl  
粗糙度参数： <yxy ;o  
 最小特征尺寸：40nm hF;TX.Y6  
 总调制高度：200nm O\&-3#e  
 高度轮廓 l`k""f69W  
bji^b@us_  
!Un&OAy.!  
JNk6:j&Pf  
 效率 [oS4WP  
Iq["(!7E5  
H{CiN  
Q$lgC v^M  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 &&$,BFY4  
pb5q2|u`h  
|rr<4>)X  
粗糙度参数： 5[5|_H+0  
 最小特征尺寸：40nm ![H{ndH!Q  
 全高度调制：400nm PPMAj@B}V  
 高度轮廓 On*pI37(\  
)
p!.V(,  
T;`2t;  
 效率 Kd;Iu\4hv  
yhG%@vSq  
B+r$_L&I  
lV M)'m  
VAnP3:  
 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。 ^sqTgrG  
hy|Yy&-  
7. 总结 s9aa _Th  
 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)。 *-\qO.4\  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 >O$JS,  
 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。 3]wV 1<K  
 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。 >_'0 s  

经典，学下。。。，，