[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。 YpG6p0 nd  
61sEeM  
1. 建模任务 +S1h~@c:B  
V<U9Pj^?^  
;g?o~ev 8  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 j*~z.Q|  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 4F!%mMq  
0}e&ONDQ  
2. 建模任务：正弦光栅 z)R\WFBW  
,o0[^-b<  
x-z方向(截面视图) "b"|ay  
']H*f2y  
G*-7}7OAs  
光栅参数： 
fAR6  
 周期：0.908um `2j"Z.=  
 高度：1.15um &$h#9  
(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) 7p{2&YhB  
,0?3k
  
3. 建模任务 \.F|c  
g}BS:#$  
3'7X[{uBr  
iE]^6i  
N*KM6j  
 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。 vJQ_
mz  
ir_X65l/2  
 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。 Xa$
tW%)  
&}0#(Fa`  
D6'-c#  
+('=RyoT  
4. 光滑结构的分析 g&/r =U  
)-i(%;,*e  
"&\]1A}Z-x  
o<g1;  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ei[,ug'  
 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% C`aUitL}  
"Fxw"I <  
7V"Jfh4_  
B^j(Fq  
5. 增加一个粗糙表面 J& D0,cuk  
!!])~+4pP  
LEAU3doK;  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 3\|PwA9fN8  
 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。 rWp+kV[Ec>  
zbDK$g6  
4@@gC&:Y  
(V`ddP-  
OuB[[L  
raZ0B,;eFu  
De49!{\a  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 n&E/{o(  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 "g1Fg.o  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 sv#/78~|  
Z}>+!Z  
ahw0}S  
)u307Lg  
6. 对衍射级次效率的影响 0fa8.g#I$  
%;O# y3,  
{InW%qSn_  
粗糙度参数： i6k~j%0m  
 最小特征尺寸：20nm 'uLYah  
 总的调制高度：200nm Y_nl
Icu  
 高度轮廓 eS2VLVxu  
nyPW6VQ0n  
(9+N_dLx~P  
=fI0q7]ndz  
rmdG"s  
 效率 eie u|_  
O9:J ^g  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 z_:r&UP`"  
5:l"*  
zi,":KDz#  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm d)v!U+-|'  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 SXmh@a"*\  
\6,Z<.I  
%&
4\'lE  
PjU.4aZ  
 效率
w1t0X{  
lDG.\u  
 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。 |d_ rK2  
6hqqZ  
粗糙度参数： mCEWp  
 最小特征尺寸：40nm s;:quM  
 总调制高度：200nm 6X$iTJ[\x  
 高度轮廓 x_x|D|@wM  
&3Mps[u:h  
Mm#=d?YUHJ  
q<A,S8'm  
 效率 rXnG"A  
DZX4c2J  
CIf""gL9  
\J^xpR_0u  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 f8L3+u  
^Kh>La:>O  
.t{?doOT  
粗糙度参数：  SwmX_F#_  
 最小特征尺寸：40nm aB4L$M8x  
 全高度调制：400nm Py#iC#g~  
 高度轮廓 < nyk:
E  
(OHd}YQ  
g?!;04  
 效率 JT 5+d ,  
8R.`*  
0mR  
vX}mwK8  
|n.ydyu`  
 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。 I,!>ZG@6  
|}K7Q  
7. 总结 P+;@?ofB  
 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)。 ~uu~NTz  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。  tD}HL
_  
 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。 \(xQ'AQ-  
 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。 .#ATI<t  

经典，学下。。。，，