[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。 NxSu3e~PS  
]e>RK'  
1. 建模任务 I[b}4M6E  
(]_1  
Tskq)NU  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 rxr{/8%f%  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 pkP?i5,  
OQ8 bI=?[x  
2. 建模任务：正弦光栅 Fd?"-  
b k|m4|  
x-z方向(截面视图) $\b$
}wy*  
x2@U.r"zo  
ay1YOfa*  
光栅参数： np%\&CVhN  
 周期：0.908um <Gav5Rc  
 高度：1.15um J%V-Q>L  
(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) gWrgnlq  
tS|9fBdCs  
3. 建模任务 |"XPp!_uN  
c<uN"/gi*  
RbCPmiZcH  
pX/n)q[  
:1
(p.q=  
 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。 Wqc)Fv70m  
RlheQTJ  
 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。 7~9S 9  
Op"M.]#  
:`E8Z:-R  
bfA=3S"0  
4. 光滑结构的分析 XGJj3-eW{  
S5KEXnjm  
HODz*pI  
0E?jW7yr  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 IGS1|  
 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% wUiys/OVM  
Au
{<hQ=  
%@;6^=  
5~Cakd]>  
5. 增加一个粗糙表面 Y7#-Fra0W  
i:rFQ8I  
lE!a  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 @mE)|.f  
 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。 #Y0-BYa^  
!lxTX  
y;t6sM@  
BBH0OiV=  
$={:r/R`i  
=8r 0 (c  
S!Omy:=;i  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 j<2m,~k`V  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 4(Ov1a>  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 7SlsnhpW  
"z0zpHXek  
@g2
cC  
!(n4|Wd  
6. 对衍射级次效率的影响 5Xl/L  
{K4+6p  
W%.v.0  
粗糙度参数： ZDD..j  
 最小特征尺寸：20nm  vj51 g@  
 总的调制高度：200nm J4"mK1N(  
 高度轮廓 JC
}f-%H?K  
^qg?6S4  
|o2sbLp  
s[K^9wz  
Aub]IO~  
 效率 [/ !;_b\X  
<+^6}8-  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 "p/j; 6H  
H;U)b{  
iT;@bp  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm  t^xTFn  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 L lw&& K  
lqowG!3H  
%.<H=
!$  
?Zc"C  
 效率  U3izvM  
p}|.ZkyN  
 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。 -DN8Yb  
(x"BR  
粗糙度参数： ) c/% NiN  
 最小特征尺寸：40nm
!IC-)C,q  
 总调制高度：200nm SG?Nsp^%`B  
 高度轮廓 9%iUG(DC  
"+z?x~rk  
R64!>o"nED  
N%7{J  
 效率 ?9HhG?_x  
Qd_Y\PzS  
R g?1-|Tj  
YXU|h  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 Cv>o.Bp|  
;Og&FFs'  
G/d4f?RU  
粗糙度参数： ( 7ws{)  
 最小特征尺寸：40nm 8 F2|  
 全高度调制：400nm #Ei,(xiP  
 高度轮廓 /Y&02L%\3s  
iJv48#'ii  
G
yW.2  
 效率 $s4Wkq  
;uqx@sx ;  
[k[u*5hP|F  
mv atUe  
x$wd O  
 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。 6AvHavA^Y  
>S1)YKgz  
7. 总结 `gpQW~*R-;  
 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)。 tp:\j@dB  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 =H %-.m'f2  
 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。 uNHdpni  
 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。 MlJVeod  

经典，学下。。。，，