[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。 xD~5UER  

heV=)8  
1. 建模任务 hYG6 pTCb  
`T5W}p[6  
Ezd_`_@R  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ,)Znb=  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 9 a!$z!.  
|}Nn!Sj>#;  
2. 建模任务：正弦光栅 :LW4E9O=
H  
+|n*b  
x-z方向(截面视图) ?kbiMs1;u  
KUlp"{a`,K  
E/|To  
光栅参数： Lr~=^{  
 周期：0.908um a%/9v"}  
 高度：1.15um _x(o*v[Pt  
(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) K;?m';z0  

0=2@  
3. 建模任务  KY$)#i  
1W^taJH]  
uxvqMgR  
W{6|tx)  
Vt:~q{9*k  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 5B3G @KR  
N"Zt47(  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 4%>$-($  
jCOIuw  
FKDk+ojw  
^ *k?pJ5  
4. 光滑结构的分析 6xTuNE1  
X86O lP)eX  
N8F~8lTi  
9
6( v  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 .WA-&b_  
 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% I9_RlAd  
G\2CR*  
RO+GK`J  
~=M7 3U#  
5. 增加一个粗糙表面 iT3BF"ZqBO  
@E7DyU|  
B~MU^|v  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 GfoLae  
 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。 6F!+T=  
`u3E
U*~W  
#rMlI3;  
;=)k<6  
Gp?a(-K5  
mqD}BOif  
Lb:g4A"  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 V_:1EBzz  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 +%
yfcyZ.  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ^oBtfN>4  
N.,X<G.H  
{f3YsM;]C  
4VJ-,Z  
6. 对衍射级次效率的影响 HVR /7&g  
Aza /6OL  
s4X>.ToMC  
粗糙度参数： i1ixi\P{0  
 最小特征尺寸：20nm T*Y~\~Jhu  
 总的调制高度：200nm KrgFKRgGj  
 高度轮廓 ~7*.6YnI  
KKja/p  
\ub7`01  
Y2N>HK0  
!![DJ  
 效率
XRM_x:+]  
;w{tv($$  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 lk/n}bx  
#^u$  
sEp"D+f  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm (9''MlGd%  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 @K  &GJ  
g0xuxK;9c  
2V- 16Q'%  
{j.bC@hWw  
 效率 [%"|G9  
OcR$zlgs[v  
 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。 p|X"@kuseO  
Qf~vZtJ+J  
粗糙度参数： <GS^  
 最小特征尺寸：40nm DrKP%BnS  
 总调制高度：200nm :
KQ~Cb  
 高度轮廓 Q3kdlxXR  
yZ0-wI  
w$3,A$8  
~8'sBT  
 效率 ePOG}k($/%  
$t$Sh
T
)  
($q-_m  
Nyku4r0  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 Z;ht  
0IsPIi"7  
Bd!bg|uO*  
粗糙度参数： :}He\V  
 最小特征尺寸：40nm !a{^=#qq&I  
 全高度调制：400nm tqz3zIQ  
 高度轮廓 ]J1dt
N=  
LA!?H]  
[g7L&`f9  
 效率 ]~Rho_mq#  
0at/c-K`  
`l\7+0W  
Y+kfBvxyf  
NH[kNi'  
 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。 ih58<Up5  
f}o\*|k_|  
7. 总结 !EvAB+`jLI  
 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)。 zIqU,n|]s  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ]0Y4U7W  
 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。 ax"+0L{  
 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。 iFd+2S%  

经典，学下。。。，，