[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。 <s%Ft  
=R"LB}>h}  
1. 建模任务 a_-@rceU  
`z$P,^g`  
.PV(MV  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 d2TIG<6/  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 kP'm$+1or  
z$Le,+  
2. 建模任务：正弦光栅 p{:y?0pGN  
T8&eaAoo  
x-z方向(截面视图) Q @[gj:w  
zszmG^W{  

e<(6x[_  
光栅参数： OMM5ALc(F  
 周期：0.908um R+_!FnOJ  
 高度：1.15um bZr,jLEf  
(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) RAnF=1[v  
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3. 建模任务 G"tlJ7$myQ  
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*}T|T%L4)  
v??$z#1F3  
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 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。 W;l0GxOxQ  
.;qh>Gt  
 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。 }"SqB{5e(  

D[}^G5  
D_1O4/  
GgnR*DVP$  
4. 光滑结构的分析 ALcPbr  
0S9~db  
^b}Wl0Fn  
74N3wi5B  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 xRdx` YYu  
 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% _*n `*"  
H?!DcUg CC  
QleVW  

e /1x/v'  
5. 增加一个粗糙表面 #ti%hm  
k{=dV  
t`{T:Tjc  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 */_'pt  
 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。 4T;<`{]  
3Pgokj   
Ok|Dh;1_  
L &hw-.Q  
17,mqXX>  
3Zl:rYD?  
hvQXYo>TZx  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 XogCq?_m  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 jwBJG7\  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 yTh%[k  
X,#~[%h$-=  
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6. 对衍射级次效率的影响 }ijQ*ECdl  
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p\F%Nj,  
粗糙度参数： {:#nrD"  
 最小特征尺寸：20nm <<E9MIn_  
 总的调制高度：200nm -u4")V>  
 高度轮廓 9j
X_Eoxy
 
NdSuOkwwt  
EpyMc+.Ze'  
kP^A~ZO.  
mo] l_'  
 效率 y+w,j]  
(Nk[ys}%*  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 q<!-Anc  
tq3Rc}  
*8m['$oyV  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 'P" i9j  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 o kA<  
l"1D'Hk  
% @+j@i`&  
.-/IV^lGv  
 效率 FKu8R%9xn%  
N$IA~)  
 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。 jl&Nphp  
rQ_@q_B.  
粗糙度参数： kltW  
 最小特征尺寸：40nm Iv*\8?07)  
 总调制高度：200nm V+y"L>K  
 高度轮廓 x: _[R{B  
Xa.8-a"hz  
/]5*;kO`  

Owi/e  
 效率 uf9&o#  
5Gy#$'kdf  
i,a"5DR8  
|rwY   
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 %Q0R] Hg  
D\9-/p  
&JqaIJh
 
粗糙度参数： ,xVAJ6_#  
 最小特征尺寸：40nm megTp  
 全高度调制：400nm i2c|_B  
 高度轮廓 c>{QTI:]  

t4G$#~  
y^}uL|=  
 效率 *wj5(B<y  
ktx| c19  
lV%1I@[M  
HOFxOBV  
}UB@FRPF  
 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。 kVs YB  
O.ce=E  
7. 总结 wN4#j}C  
 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)。 X_hDU~5{wC  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 (B
eJ,K7  
 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。 -|KZOea  
 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。 ?zm]KxIC  

经典，学下。。。，，