[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。 kZ[E493bV  
ZvkO#j  
1. 建模任务 =eDVgOZ)  
{Tm31f(oD  
5WP)na6"  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 E/Q[J.$o  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 MkRRBv
k  
(VI4kRj  
2. 建模任务：正弦光栅 :;#^h]Q  
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u#  
x-z方向(截面视图) O< v0{z09*  
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Xa
t>d>nJ]  
光栅参数： K pDKIi  
 周期：0.908um nVoL7ew+  
 高度：1.15um (OLjE]9;  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) Eh^c4x  
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3. 建模任务 h#d
p_#  
~Y7>P$G)  
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8d?r )/~  
l~b# Y&  
 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。 x"9`w42\r  
><V<}&:y$(  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 QbjO*:c4  
}F!tM"X\  
~2PD%+e7]  
*'H0%GM  
4. 光滑结构的分析 >r1cW7  
S~()A*5  
eS-akx^@  
|L[/]@|  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 L{1MyR7`I+  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% 6|:K1bI)  
!k@(}CN_*  
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91c;4  
{P')$f)  
5. 增加一个粗糙表面 e0;0X7  
3w!8PPl  
D=1:-aLP7  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 hhWIwR  
 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。 RwKnNIp  
u+EZ"p;o  
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jKr\mb  
eF-U 1ZJT  
CCDU5l$$  
B703{k  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 Yo%ph%e  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Fz11/sKz  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 QNbV=*F?  
{ooztC  
6 &Lr/J76  
0:I[;Qt  
6. 对衍射级次效率的影响 S^s|/!>  
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6VXV1  
粗糙度参数： -\<\OV:c*  
 最小特征尺寸：20nm bog
3=Ig-  
 总的调制高度：200nm "UX/yLc3(  
 高度轮廓 &NKb},~  
3iM7c.f*/  
P{,A%t  
s<>d&W 0=  
}7*|s+F(f  
 效率 O!!N@Q2g  
N TcojA{V$  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 NX4G;+6  
*8r^!(Kj  
&V|kv"Wwj  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm B"YN+S
o  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ZIN1y;dJ  
cJerYRjsL  
Fr~\ZL  
[tT_ z<e`  
 效率 R_D&"&   
~&?57Sw*m  
 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。 5dGfO:Dy_  
\ZM5J  
粗糙度参数： LC4VlfU  
 最小特征尺寸：40nm NN#k^[i1  
 总调制高度：200nm qfG:vTm  
 高度轮廓 v%$l(  
g$ HL::  
p5jR;nOZ%l  
\=D+7'3  
 效率 =igTY1|af  
fF(AvMsO  
gg.]\#3g  
L[ZS17;*  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 S{?l/*Il*_  
FShUw+y  
:2H]DDg(  
粗糙度参数： e/cHH34  
 最小特征尺寸：40nm
l
9C `:g  
 全高度调制：400nm ~r?tFE*+  
 高度轮廓 3b\s;!  
i9Beap/t$  
ysZ(*K n(?  
 效率 { TI,|'>5[  
w,X)g{^T  
|{(JUXo6K  
`*[\b9>  
f,i2U|1pbj  
 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。 p7 !y#  
C+P.7]?&  
7. 总结 Op8Gj `  
 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)。 nBd]rak'  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。  ]Tb?z&  
 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。 4CchE15  
 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。 5=8v\q?)c  

经典，学下。。。，，