[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。 m]2xOR_  
Ax=HDW}  
1. 建模任务 hN'])[+V  
sFFQ]ST2p  
R p&J!hlA  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 cFL~< [>_  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 _!',%+  
-)}s{[]d6m  
2. 建模任务：正弦光栅 P'Rw/co  
sApix=Lr  
x-z方向(截面视图) `}PYltW  
u;_~{VJ-  
}S/i3$F0~  
光栅参数： f4f2xe7\Q  
 周期：0.908um O_:l;D#i  
 高度：1.15um 9wWBE<}>u  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) C{}_Rb'x  
3%Y:+%VE  
3. 建模任务 &$ h~Q  
Q7865  

k]@]a  
Uq .6h  
)Z/"P\qo  
 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。 &P?2H66s  
iQ/~?'PB  
 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。 q\0/6tl_  
-* ,CMw  
;Q;j@yx  
\Rny*px  
4. 光滑结构的分析 L80(9Y^xn  
?"d$SK"6Z  
e,U:H~+]  
11=$]K>  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 (GSP3KKo*G  
 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% zK<af  
PXb$]HV  
M5^Y W#e  
z:,PwLU  
5. 增加一个粗糙表面 Lzq/^&sc(  
3'4+3Xo  
4V,.Oi  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 S0,\{j  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 Qz~uD'Rs/  
<g[z jV9p  
^|Q]WHNFB  
}E 'r?N  
~G!JqdKJ0  
|YJ83nSO~  
_;1{feR_  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 ,;)ZF  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 &|hK79D  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 "z~ba>,-\  
 ?%,NOX  
cl4E6\?z  
V0nQmsP1U  
6. 对衍射级次效率的影响 \|;\  
+hxG!o?O  
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粗糙度参数： NX @FUct;  
 最小特征尺寸：20nm ZaFt4#  
 总的调制高度：200nm %M(RV_R+6  
 高度轮廓 /A=w`[<  
;P@]7vkff  
R?{+&r.X  
isQ(O  
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 效率 ht3.e[%'b  
(f#(B2j  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ym%UuC3^w  
oo5=5s6 3}  
TktH28tK  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm E[H  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 7},A.q  
)pnyVTKt  
YDt+1Kw}D  
)#=J<OpG  
 效率 ;XKe$fsa~?  
OmYVJt_  
 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。 aB9!}3@  
MY&Jdmga  
粗糙度参数： yK~=6^M  
 最小特征尺寸：40nm [M?2axOC  
 总调制高度：200nm -fR:W{u  
 高度轮廓 tXD$HeBB?  
$XBK_ 5  
tK#R`AQ  
XX6Z|Y5.  
 效率 k+3qX'fd  

O7K.\  
r"h;JC/&<T  
~wc:/UM|  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 xO~ElzGm  
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@mp`C}x"0&  
粗糙度参数： A'WR!*Yt  
 最小特征尺寸：40nm ?pDr"XH~  
 全高度调制：400nm [K!9x
M6  
 高度轮廓 <n"BPXF~  
0YeTS!*Aj  
QTV*m>D  
 效率 cr7MvXF-  
#YUaM<O  
yV30x9i!2  
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Y+gY"  
 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。 ']]
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nB[-KS  
7. 总结 YO6BzS/~  
 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)。 =bVPHrKNQ  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 .
6B\fr.za  
 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。 (~T*yH ~  
 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。 bS.w<V Ew  

经典，学下。。。，，