[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。 -#N.X_F  
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1. 建模任务 ^LoUi1j  
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SC)g^E#  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 D$I5z
.a  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 JehrDC2N  
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2. 建模任务：正弦光栅 >JFO@O5  
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x-z方向(截面视图) m8d!< h  
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光栅参数： Pg
F* 1  
 周期：0.908um jtW!"TOY  
 高度：1.15um RAgg:3^  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) T[UN@^DP(  
K;?m';z0  
3. 建模任务 }HFN3cq;C  
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3q\,$*D.  
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uKUiV%p!  
 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。 "K6&dk jY  
(X\@t-8  
 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。 N"Zt47(  
4%>$-($  
Q ayPo]O  
3Q.#c,`jV  
4. 光滑结构的分析 7&jTtKLj  
n|9-KTe7|*  
5YE'L.  
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8  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 r1 !@hT  
 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% Hq:X{)"  
I9_RlAd  
zPn+V7F  
RO+GK`J  
5. 增加一个粗糙表面 ~=M7 3U#  
iT3BF"ZqBO  
@E7DyU|  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 0l)~i''  
 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。 #Z?A2r!1  
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a*lh)l<KV  
N{9v1`B  
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fphv  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 >%}C^gu)  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 QwW&\h[8?  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 x kx^%3dV  
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6. 对衍射级次效率的影响 5sj4
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粗糙度参数： 8]M;T>n[  
 最小特征尺寸：20nm aH)}/n  
 总的调制高度：200nm V#2+"(7h  
 高度轮廓 deBY5|  
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 效率 \=VtHu92=  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 RIWxs Zt  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm u_w
#gjiC  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 DU0zez I9  
PS)4 I&;U  
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v|XTr,#  
 效率 EU2$f  
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 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。 hci6P>h<ia  
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粗糙度参数： ~Z\8UsVN  
 最小特征尺寸：40nm b z`+k,*  
 总调制高度：200nm 7Haa;2 T'  
 高度轮廓 I:R[;TB?y  
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g!g#]9j  
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 效率 -^&<Z 0m  
],@rS9K  
y;35WtDVb  
"Gsc;X'id  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 (yH'{6g\  
Q- cFtu-w  
.?8;qA  
粗糙度参数： Z^bQ^zk-  
 最小特征尺寸：40nm 9P1OP Xv*p  
 全高度调制：400nm LC,F <>w1  
 高度轮廓 3
+)J @(a  
LdYB7T,  
(ZS}G8  
 效率 G?L HmTHg  
R3 -n>
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K^ vIUZ>  
hE-h`'ha`  
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 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。 HZ aV7dOZ8  
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7. 总结 9g9HlB&Ze  
 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)。 !y\'EW3|G  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 UFXaEl}R   
 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。 %6|nb:Oa  
 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。 \ ZgE  

经典，学下。。。，，