[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。 e>OoyDZ@R  
3\,4 ]l|  
1. 建模任务 hZ,_6mNg  
SulY1,  
6|=
f$a  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Rv>-4@fMJ  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 Ne!lH@ql  
RP|`HkP-2  
2. 建模任务：正弦光栅 ue"~9JK.  
Nx;~@  
x-z方向(截面视图) IPpN@  
7A7?GDW  
M3y NAN  
光栅参数： 372rbY  
 周期：0.908um .Hm>i  
 高度：1.15um v1JzP#  
(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) t?gic9 q  
r5/0u(\LB  
3. 建模任务 s8Q 5ui]  
re<{ >  
g
J{)-\  
?^{Ah}x  
P+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。 B6 ;|f'e!  
UkC!1Jy  
 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。 $PPi5f}HD  

>=>2m2z=  
}.(B}/$u  
(t|Zn@uY  
4. 光滑结构的分析 "sCRdx]_  
5qm`J,~k  
^ @5QP$.  
_VN?#J)o  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 gf@:R'$:+  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% &z3o7rif$  
 c?-H>u  
I236RIq  
Y.UFbrv  
5. 增加一个粗糙表面 +'a
^f5  
Avc%2+  
x9g#<2w8  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ND;#7/$>  
 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。 LL!Dx%JZ  
m s\}  
fr3d  
WT=;:j  
<'*LRd$1  
7$=InK  
VA5xp]  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 f6Ah6tb  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 HV|,}Wks6s  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 RrB&\9=  
IJ"q~r$  
NLqzi%s  
TJRCH>E[a  
6. 对衍射级次效率的影响 0h_|t-9j  
zF<R'XP  
K%oG,-wdg  
粗糙度参数： 6&x@.1('z  
 最小特征尺寸：20nm wHy!CP%  
 总的调制高度：200nm lo+A%\1  
 高度轮廓 5]0<9a  
C'x&Py/#  
ga+dt  
3w'tH4C[Y  
GTd,n=  
 效率 77Y/!~kd  
f:} x7_Q  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ]=BB#  
z} #JK?u  
0H:X3y+  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm hgq;`_;1,  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ~DwpoeYX  
1qA;/-Zr<o  
xJe%f\UDu  
<P_-s*b  
 效率 JZx[W&]zT  
bt?5*ETA  
 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。 @yYkti;4-  
!a\^Sk /  
粗糙度参数： ?J0y|  
 最小特征尺寸：40nm {l@{FUv  
 总调制高度：200nm CU0YIL  
 高度轮廓 L4W5EO$  
'w aaw_>b  
Le^ n +5x  
1% `Rs
  
 效率 {JLtE{  
K&-"d/QuLg  
At;LO9T3z  
:A;RH  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 :3 mh@[V  
%cn<ych G  
LS[]=Mk@1  
粗糙度参数： $??I/6  
 最小特征尺寸：40nm vY3h3o  
 全高度调制：400nm Mtx4'WZ  
 高度轮廓 c+ie8Q!  
.xkM.g4{~  
8ao_i=&x  
 效率 #'}*dy/  
|-H&o]  
DY*N|OnqJ  
]?4hyN  
|.dRily+  
 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。 6S#Cl>v  
l[J8!u2Xp  
7. 总结 i6Gu@( 8Q  
 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)。 /-s6<e!  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 cMIE
tK`  
 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。 Z_NCD`i;  
 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。 xIn:ZKJ'  

经典，学下。。。，，