[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。 l\sS?  
[zh4W*K_cq  
1. 建模任务 {80oRD2=Q  
Xc9p;B>^Ts  
n<%=~1iY+  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 5y[b8mur  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 j""y2c1  
}[KDE{,V  
2. 建模任务：正弦光栅 [aWDD[#j~  
p-i.ITRS  
x-z方向(截面视图) 1O]5/Eu  
fNAo$O4cm  
]w_  
光栅参数： i!.I
;@  
 周期：0.908um G>[ NZE  
 高度：1.15um XAQ\OX#  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) BDm88<]  
hs{&G^!jo  
3. 建模任务 gI^L 9jE7  
clq~ ;hx  
/jjW/lr  
xqQ~|  
\8>  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 2|
0Qk&  
}DDVGs[  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 R8=I)I-8  
SLQ\Y%F  
B8cBQv  
.# !'c  
4. 光滑结构的分析 j[m_qohd7  
+7i7`'9pd  
"}'8`k+d  
J8GXI:y  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 RV0>-@/x  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% nJtEUVMt  
QD.zU/F~>  
/-
!&
k  
cX|[WT0[I  
5. 增加一个粗糙表面 zp7V\W; &  
iA55yT
+  
QMXD9H0{  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 3d,-3U  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 9SRfjS{7  
"8wf.nZ  
;Pol#0_(  
qYgwyj=4  
[+g(  
/v}P)&  
:X'*8,]KHH  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 E;6Y? vJ  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Af2=qe  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 kq)
+@p  
~q0I7M  
Hv8SYQ|  
'O.+
6`&  
6. 对衍射级次效率的影响 y-w2O]  
`ir&]jh.A  
@k=cN>ZMc  
粗糙度参数： g".d"d{  
 最小特征尺寸：20nm (Oxz'#TX  
 总的调制高度：200nm Zi 2o  
 高度轮廓 .ocx(_3G  
t$U3|r  
;]2x  
vOos*&  
,sO:$  
 效率 Yw6DJ
Y  
AuoxZ?V  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 5h_<R!jA  
<lC]>
L  
ybo#
K  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 6eOrs-ty  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 VK@$JwdL  
^y:FjQC:  
7cIC&(h5  
El~-M`Gf  
 效率 :z B}z^8-  
p]wP36<S!  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 k/df(cs  
{SF[I  
粗糙度参数： m_cO<LB  
 最小特征尺寸：40nm lkV6qIj  
 总调制高度：200nm 6!ZVd#OM%  
 高度轮廓 "Kyifw?  
|J:$MX~  
=kd YN5R  
! mm5I#s  
 效率 D+f'*|  
ddoST``G  
 M{]e5+  
. 3GnZR,L  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 kGpV;F==*  
UE^D2u  
W@l+ciZ_  
粗糙度参数： 3DH.4@7P  
 最小特征尺寸：40nm p?;-!TUv  
 全高度调制：400nm s0r"N7~  
 高度轮廓 1 ojhh7<  
5d+<EF+N  
Z
)/6??/R  
 效率 ,:^ N[b   
N;<//,  
\ZS\i4  
JL.5QzA  
Yrpxy.1=F5  
 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。 O:1DOUYXs  
YZibi  
7. 总结 R8tF/dx>7  
 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)。 eK9TAW  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 B#]_8svO  
 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。
W}>=JoN^J  
 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。 gC`)]*'tE  

经典，学下。。。，，