[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。 k }=<51c  
E}@C4pS  
1. 建模任务 g.lTNQm$u  
T] zEcx+e  
kT%wt1T4  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 d*gAL<M7E  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 {&  o^p!  
=[6^NR(  
2. 建模任务：正弦光栅 {]0e=#hw  
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x-z方向(截面视图) B,%Vy!o  
T(b9b,ov)  
EBj^4=b[  
光栅参数： 2w 2Bc+#o  
 周期：0.908um j[>cv;h ;  
 高度：1.15um "y1Iu   
(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) @~3--  
W(,j2pU  
3. 建模任务 .tngN<f  
}9~^}99}  
);5o13h2  
'xwCeZcg  
64s;EC  
 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。 &m5zd$6  
([>ecS@eO  
 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。 nM,:f)z  
swKkY`g  
*rxr:y#Ve  
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4. 光滑结构的分析 N]<(cG&p  
S@qp_!  
?#xl3Z ;I  
QV;o9j  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 e#"h@kZP  
 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% ,_[x|8m  
$.G 7Vt  
K_7pr~D]@r  
F3tps jQ  
5. 增加一个粗糙表面 *@U{[J  
+H)'(<  
5>k:PKHL  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Fn4v/)*H  
 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。 j8Z,:op  
dC11kqqj  
=L6#=7hcl  
Bo 35L:r|  
fgLjF,Y  
)>volP  
,:_c-d#
 
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 OM*_%UF  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 #c"eff  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 mH*ldf;J;=  
FpoHm%+  
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6. 对衍射级次效率的影响 Kxe\H'rR  
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J58@  
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粗糙度参数： X{9^$/XsJ  
 最小特征尺寸：20nm SI(f&T(  
 总的调制高度：200nm &2'-v@kK  
 高度轮廓 7Ai?}%b-  
e#Tv5O  
.*O*@)}Ud  
@d75X YKu  
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 效率 NOb`)qb  
m[DQ;`Y  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 _Q V=3UWP  
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"c^!LV  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm N0`
9/lr|  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 J-W9Bamx  
1.hWgWDP  
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 效率 {U4!sJSl1  
UwN Vvo  
 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。 C]^Ep
  
uF ?[H -y  
粗糙度参数： m/HT3<F  
 最小特征尺寸：40nm Q|y}mC/  
 总调制高度：200nm ~.a"jYb7A}  
 高度轮廓 \Z{tC$|H  
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1  
1 ZdB6U0  
KE?t?p  
 效率 %nA})nA7=  
i~B?p[  
-I< >Ab  
-D^I;[j_  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 5Xy(za  
,67Q!/O  
_nGx[1G( 5  
粗糙度参数： R2bqhSlF  
 最小特征尺寸：40nm >w,L=z=  
 全高度调制：400nm oFk2y^>u  
 高度轮廓 }\_.Mg^y  
?%kgfw@)  
h]7_ N,  
 效率 #^FM~5KK  
-t-f&`S||  
*v<f#hB"  
':4cQ4Z  
e=amh  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 d0J/"<  
X9>fE{)!  
7. 总结 I}$`gUXX8x  
 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)。 vHa
M yA-  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 s{^98*  
 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。 cXweg;  
 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。 W'G|sk  

经典，学下。。。，，