[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。 I!FIV^}Z(  
ws1io.  
1. 建模任务 @ev"{dY  
r%`g` It  
0wM2v[^YO  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 >|{n";n&  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 1:!_AU?  
@d&(*9Y  
2. 建模任务：正弦光栅 . V5Pr}"y  
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x-z方向(截面视图) k!?sHUAj  
7+_TdDBYs  
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Z"n  
光栅参数： BC:d@  
 周期：0.908um nHAET  
 高度：1.15um L
|B/'  
(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) bTBV:]w  
>6Y@8 )  
3. 建模任务 ,z4)A&F[c;  
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~e|RVY,  
4eFqD;  
R;mA2:W)x  
 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。 73Zx`00  
<{ZDD]UGs0  
 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。 C K#^`w  

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Pz\4#E]  
4. 光滑结构的分析 7+!FZo{?  
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hn`yc7<}(u  
[3K& cX}B  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 >m:;.vVY  
 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% |Y-{)5/5}  
"SMRvi57T  
rY?]pMp  
()'yY^   
5. 增加一个粗糙表面 CvOji1  
6Qc *:(GE  
~,^pya  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 scc+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。 Ew< sK9[o  
LZ=E  
CMhl*dH  
g5&ZXA  
v[Mh[CyB  
I K9plsd*  
h
5)4Z^n  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 AU$<W"%R  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 G;ihm$Cad  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 =67ab_V  
(G6lr%d  
R$Rub/b6  
"lVbla4b  
6. 对衍射级次效率的影响  l;;,[xhq  
dz6&TdEl  
*KV^X(/  
粗糙度参数： V3S"LJ  
 最小特征尺寸：20nm i,h)VCc  
 总的调制高度：200nm 7_9^nDU  
 高度轮廓 sB@9L L]&|  
+B '<0  
\? n<UsI  
A3Xfu$[u  
%zKTrsMZ  
 效率 :Z[|B(U  

Dz3~cuVb  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 lNLa:j  
r9Vt}]$aG  
<YM!K8hu$  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm Y1wH_!%b  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 |jI|},I  
)%JjV(:  
L9]y~[R:  
V8O-|7H$v  
 效率 a9uMgx}  
ms&6N']  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 g [u*`]-;v  
A I v  
粗糙度参数： kmg/hNtN  
 最小特征尺寸：40nm TVZf@U  
 总调制高度：200nm \"a~~Koe  
 高度轮廓 yJ:rry  
#[&9~za'"m  
a"{b}UP  
e>UU/Ks  
 效率 &s{d r  
J1R5_b  
i'B$Xr  
{(IHHA>  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 0Of6$`  
Nh01NY;  
8]i7wq#=  
粗糙度参数： M_O)w^ '  
 最小特征尺寸：40nm s$kvLy<  
 全高度调制：400nm $3S`A]xO  
 高度轮廓 {
wl7&25  
V$_.&S?(Y  
t~|`RMn"  
 效率 Elt"tJ  
tmQ,>  
-nZDFC8y$  
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(+nnX7V?I  
 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。 CHVAs9mrNB  
I%jlM0ZUI"  
7. 总结 GF36G?iEi  
 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)。 t:P]G>)x|  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 jItVAmC=i  
 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。 )m Ii.  
 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。 .IsOU  

经典，学下。。。，，