[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。 V@gweci  
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1. 建模任务 Uc,D&Og  
H..g2;
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.`Ey'T_  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Oo'IeXQ9(  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 UhuEE  
YXE?b@W"  
2. 建模任务：正弦光栅 j^ L"l;m  
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x-z方向(截面视图) ~!( (?8"  
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v"M5';ZS>  
光栅参数： 61|uvTX  
 周期：0.908um &u5OL?>  
 高度：1.15um AR9D;YfR~  
(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) tfzIem  
,lK=m~  
3. 建模任务 b&:>v9U  
a12Q/K  
[fF0Qa-  
2NS(;tBB0  
ACQc 0: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。 *?|LE C  
(XtN3FTY  
 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。 -2NXQ+m ;  
SMHQo/c r  
e~#;ux  
\)Sa!XLfT  
4. 光滑结构的分析 6&8([J  
l ;"v&?  
[?rK9I&  
ML6Y_|6 |  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 kTQ.7mo/\'  
 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% }Rujh4*  
j`JY3RDD  
Tb~|p_;o  
e>yPFXSk  
5. 增加一个粗糙表面 sywSvnPuYZ  
EfxW^zm)  
Dep.Qfv{-  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 +ZH-'l  
 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。 H CKD0xx  
? yL3XB>  
Y+il>.Z  
a=(D`lQ8  
[ j'L*j  
L$R"?O7  
l=EnK"aU  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 aYTVY
g  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 3khsGD@  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 P2
HR4`c  
U^qQ((ek  
l%vX$Kw  
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6. 对衍射级次效率的影响 -Jqm0)2  
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xJCMxt2Y  
粗糙度参数： W 7xh  
 最小特征尺寸：20nm R _#x  
 总的调制高度：200nm .3xpDVW^e  
 高度轮廓 x`7Ch3`4}  
3y&N}'R(F  
6"3-8orj  
R]dN-'U  
Ck`-<)uN  
 效率 w'Y(doY,  

K1`Z}k_p.  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 \X3Q,\H @  
U;SReWqU  
P X9GiJN"  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm pe}mA}9U  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 UA>3,|gV1  
}s+
t*z  
e"=/zZH3  
gMXs&`7P  
 效率 &xhwx>C`K  
4OX2GH=W  
 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。 o!6~tO=%  
qV;E%XkkS  
粗糙度参数： L{pz)')I  
 最小特征尺寸：40nm e>F
i  
 总调制高度：200nm &Hz{  
 高度轮廓 |}^me7C,[  
B#Q` !B4v  
fL xGaOT  
{oXU)9vj  
 效率 T]er_n  
J&P{7a  
2/WtOQIB  

@euH[<  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 GtuA94=!V&  
|Do+=Gr$t@  
G3.*fSY$.<  
粗糙度参数： lw\+!}8(  
 最小特征尺寸：40nm wDQ@$T^vh  
 全高度调制：400nm ?g{--'L  
 高度轮廓 L/J1;  
34*73WxK  
}Z/[ "  
 效率 UC e{V]T  
Ob~7w[n3  
r5RUgt  
-1_WE/Ps  
[Xa,|  
 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*k.je1  
T\ *#9a  
7. 总结 @d&JtA  
 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)。 @:dn\{Zsea  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 Gye84C2E=  
 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。 (HEi;  
 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。 Y9/`w@"v  

经典，学下。。。，，