[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。 1fC)&4W  
D[)_ f  
1. 建模任务 btBu[;  
bz.sWBugR  
).-#  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 =sF4H_B  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 U2CC#,b!(  
7spZe"  
2. 建模任务：正弦光栅 @!^Y_q  
&P"13]^@  
x-z方向(截面视图) lgZ9*@d  
>< VUly  
Ao#bREm  
光栅参数： Rtlc&Q.b  
 周期：0.908um ,C|{_4  
 高度：1.15um BqUwvB4  
(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)
cp0yr:~  
G
]uz$V6!  
3. 建模任务 n)\(
\V7  
c'mg=jH  
)0g!lCfb  
y>7 r;e  
^E.mG>
 
 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。 hBVm;`  
+\?+
cXSc  
 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。 1 1(GCu  
|<O^M q  
?cn`N|   
bZ^'_OOn  
4. 光滑结构的分析 v=Q!ioE7  

T#i~/  
lJ,\^\q  
VLJ]OW8cO  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 Spin]V  
 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% IZ87Px>zL  
#2"'tHf4  
 g_Rp}6g  
Ql9>i;AGV  
5. 增加一个粗糙表面 @"wX#ot  
7U^{xDg.b  
H!Dj.]T  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 mn*}U R  
 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。 4wGBB{X  
IiJ$Ng  
sx]{N  
1$`|$V1  
pred{HEye  
)rlkQ'DN  
g"kET]KP"  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 /I{K_G@  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 lY2~{Y|4s  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 s,AJR [  
BOP7@D  
\RRSrPLd-  
(ti!Y"e2  
6. 对衍射级次效率的影响
2aX$7E?  
rixVIfVF  
Q7{{r&|t&  
粗糙度参数： C'{B  
 最小特征尺寸：20nm ynZEJKo  
 总的调制高度：200nm S)W?W}*R\  
 高度轮廓 yeBfzKI{b  
ZS=
;)  
]6s/y  

,4 q^(  
hJ8%r_  
 效率 k\9kOZW  
)X:Sfk  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 BE],PCpPr  
_HjB'XNr(  
!%DE(E*'(  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm <#199`R  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ksOc,4A  
?L H[,8z  
r!w*y3  
cLvnLaA}  
 效率 *5?Qam3  
5|>ms)[RQ  
 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。 {'B(S/Z7  
Gpcordt/  
粗糙度参数：
Di
Y74D  
 最小特征尺寸：40nm 9j5|o([J  
 总调制高度：200nm ?^MH:o  
 高度轮廓 qFLt/ >  
nh80"Ny5  
x]?V*Jz  
-3wid1SOm  
 效率 qs= i+  
49O_A[(d  
@g]+$Yj  
^eefR5^_w  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 59v=\; UI  
"Mv^S
'?>  
-*hPEgcV9  
粗糙度参数： [+#k+*1*o  
 最小特征尺寸：40nm ?iEn~9WCS  
 全高度调制：400nm 2 e#"JZ=  
 高度轮廓 6W3."};  
~E_irzOFP  
p_e x  
 效率 /v|b]Ji  
;=E}PbZt2  
RBg2iG$8|  
~m0=YAlk?  
S4_ZG>\VT  
 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。 *f{4_ts  
yB=R7E7  
7. 总结 zf5%|7o  
 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)。 O U9{Y9e  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 yd'cLZd<}  
 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。 5p:2gsk  
 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。 B<h4ZK%  

经典，学下。。。，，