[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。 z#GZvB/z)  
cF3V{b|bU  
1. 建模任务 i1ur>4Ns  
dGf{d7D  
N|?"=4Z?  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 "zL<:TQ"  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ?8fa/e  
` *x;&.&v  
2. 建模任务：正弦光栅 mu0
4TPj  
q5YgKz?IC  
x-z方向(截面视图) O8TAc]B  
xRq|W4ay  
0sto9n3  
光栅参数： NMM0'tY~  
 周期：0.908um i]a0 "  
 高度：1.15um ?@6N EfQf  
(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) 5X4; (Qj  
|"?0H#  
3. 建模任务 +rfw)c'  
#GT/Q3{C  
IM|VGT0  
EyA}  
~[e;{45V  
 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。 IQf:aX  
i]a 5cn  
 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。 M%5qx,JQY  
&]3_ .C  
?<b
Byxa  
TZTi:\nS  
4. 光滑结构的分析 b=horvs/!  
Hly2{hokq  
='a[(C&Y  
yt}Ve6 m  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 L,M=ogdb  
 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% pca `nN!  
Vb az#I  
ZH;VEX  
sxinA8  
5. 增加一个粗糙表面 zs:OHEZw  
*,q ?mO  
O{SP4|0JV  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 .(^KA{  
 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。 1p=^I'#  
.w/w] Eq  
3&:Us|}  
n*{aN}auJ  
q}p&<k  
fT.18{'>  
q">lP(t  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 xCGa3X  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 d,AEV_  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 _[u&
}i  
u:JD  
I},.U&r  
ej,j1iB  
6. 对衍射级次效率的影响 88x_}M^Fnl  
n4\UoKq  
~o_0RB  
粗糙度参数： rT7W_[&P  
 最小特征尺寸：20nm s:ig;zb  
 总的调制高度：200nm k%Dpy2uH  
 高度轮廓 67/JsL  
x`~YTOfYk  
@a2n{  
s)C5u;3!  
dJxdr
s  
 效率 |`vwykhezO  
'0q.zzv|_  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 NU[{ANbl  
V
&)Jvx}^  
N$]B$vv  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm VZuluV  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 PJ}d- 
 
yTJ Eo\g/@  
ZD!?mR+-  
*g7BR`Bt]z  
 效率 l@:Tw.+
/9  
vDI$ QUMD6  
 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。 /c2| *"@X  
fk%W07x!  
粗糙度参数： Nl/^ga  
 最小特征尺寸：40nm =T"R_3[NC  
 总调制高度：200nm 'kBg3E$y  
 高度轮廓 (Yi1U~{:  
pGZiADT  
y buKwZFC  
6[+@#IWx  
 效率 K(jo[S  
n vzk P{  
(U@Ks )  
k-it#'ll{x  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 "06t"u<%  
Iu"7  
l9{}nz  
粗糙度参数： Yzr)UJl*I  
 最小特征尺寸：40nm }jE[vVlRw  
 全高度调制：400nm [G!#y  
 高度轮廓 LH}]& >F  
|WP}y-Au
 
qAI%6d  
 效率 KXrZ:4bg
 
z|Y  Ms?  
`:b*#@  
L(RI4d  

' % d-  
 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;HM  
(>.lkR  
7. 总结 E P3Vz8^  
 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)。 HQkK8'\LP  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 j_3`J8WwF  
 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。 uH{oJSrK  
 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。 )k
MF~S|H  

经典，学下。。。，，