[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。 ]_"c_QG  
:d AC:h  
1. 建模任务 )WBp.j /#  
?-Qq\D^+  
Mb!b0  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Arr(rM  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 $_cO7d  
Ci-CY/]s  
2. 建模任务：正弦光栅 Vn=K5nm  
V=i/cI\  
x-z方向(截面视图) jv;8Mm  
{"dvU"y)\  
!:]/MpQ ?  
光栅参数： D'8xP %P  
 周期：0.908um yG' 5:  
 高度：1.15um vVbBg; {  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) >P9|?:c  
#\zC|%2+z  
3. 建模任务 |e QwI&  
`i `F$;  
#Dz. 58A  
*'-[J2  
J16t&Ha`  
 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。 7DZZdH$Fm  
Y9}ga4  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 Al MMN"j  
APJVD-  
*^3&Y@  
` t6|09e  
4. 光滑结构的分析 )KdEl9o  
UfkQG`G9H  
^KF%Z2:$  
mgd)wZNV  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 \H4$9lPk  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% 3/{,}F$  
R:5uZAx  
f-BPT2U+  
u2E}DhV  
5. 增加一个粗糙表面 ?mp}_x#=  
\S_o{0ZY}  
jtv<{7a  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ;%Zu[G`C  
 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。 iw{rns  
yog(  
pwg\b  
Vr7L9%/wg  
&5y|Q?  
D~zk2  
-NPX;e$<  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 h]vuBH
J}  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 5v[2R.eT-  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 w }=LC#le  
8b:GyC5L  
WB.w3w[f  
._[uSBR'  
6. 对衍射级次效率的影响 Ew
)1O9f  
$/kZKoF{f  
#|QA_5  
粗糙度参数： U?xa^QVhj  
 最小特征尺寸：20nm "=Cjm`9~j  
 总的调制高度：200nm IMSLHwZ  
 高度轮廓 0i>>CvAl}  
Q"s]<MtdS  
@M*oq2U;  
$ vBFs]h  
BC)1FxsGf  
 效率 IP!`;?T=  
+F92_a4  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Xd@ d$  
cS%;JV>C  
lNo]]a+_  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm K*P:FC
z  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 6SF29[&  
*o=[p2d"X  
P>hR${
KE  
2f5YkmGc";  
 效率 Y^QG\6q  
}_oQg_-7e  
 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。 629ogJo8  
.wPI%5D  
粗糙度参数： ! JauMR  
 最小特征尺寸：40nm O$7r)B6Cs  
 总调制高度：200nm Q"QZ^!zRl  
 高度轮廓 BU O8Z]  
T*%O\&'r  
"I QM4:  
PU-L,]K  
 效率 q4SEvP}fLx  
0*,]`A=  
GK[9Cm"v  
l\
37/Z  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ;)Sf|  
fLZ99?J  
<q`|,mc  
粗糙度参数： c#Qlr{ES  
 最小特征尺寸：40nm S])*LUi  
 全高度调制：400nm `(xzCRX  
 高度轮廓 m U=
 3w  
#kgLdd"  
"}2I0tM  
 效率 SNC)c
q+{  
~!P&LZ  
xHe"c<  
y?UB?2
VN  
_FkH;MGWS  
 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 f]/tdPp  
'u9y\vUy  
7. 总结 $mxl&Qr>Q;  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 gkDXt^Ob  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 Zd]ua_)I%[  
 光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 MaZVGrcC  
 利用VirtualLab光栅工具箱，光栅表面的粗糙度可被加以考虑。因此，由于加工引起的结构差异产生的影响可被估算。 PY#_$ C  

经典，学下。。。，，