[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。 !uGfS' Vl  
,Iyc0  
1. 建模任务 p{L;)WTI  
'<o3x$6 *  
T2Yf7Szp  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Z i6s0Uck  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 x{:U$[_  
z&gmaYwq  
2. 建模任务：正弦光栅 S=k!8]/d|  
J|BElBY  
x-z方向(截面视图) FC1rwXL(  
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Em(_W5 ND{  
光栅参数： yq-~5ui  
 周期：0.908um 2?~nA2+vm  
 高度：1.15um 8@rYT5e3c  
(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) R0=f`;  
i%9vZ  
3. 建模任务 X_2N9$},  
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4fKvB@O@.  
9}6_B|  
NIQ}A-b  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 @SD XJJh  
Rmw=~NP5  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 A1p~K*[[  
nG'Yo8
I^5  
5$=[x!x  
Ixn|BCi60A  
4. 光滑结构的分析 i?/Q7D<P  
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E  
5}G_2<G  
@m5J%8>k  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 <~dfp  
 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% hA ){>B<;  
fJ/INL   
t5E$u(&+'B  
&^$@LH3  
5. 增加一个粗糙表面 6vK`J"d{~D  
c$ /.Xp  
Gt*<Awn8  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 'b.jKkW7  
 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。 Xgx/ubca0  
q(qm3OxYo  
W_wC"?A%  
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Kk}, P
U=  
\Hp!NbnF$  
n=-vOa%  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 >l 0aME@-0  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 7;p/S#P:  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 !ldEy#"X  
&Z~_BT  
2e\"?yOD  
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6. 对衍射级次效率的影响 rS>.!DiYr,  
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粗糙度参数： diNSF-wi,,  
 最小特征尺寸：20nm P1
OYS\  
 总的调制高度：200nm #v(As)4^  
 高度轮廓 -Cvd3%Jje  
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)$p36dWl  
Ia%cc L=  
 效率 Vb?wwx7=  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 B4un6-<i  
#q:j~4)h  
o%Q9]=%!  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm U>kaQ54/  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 <&[`
 +  
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Pm P&Qje7  
 效率 5
dv|NLl  
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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。 |d&Kr0QIV  
gIweL{Pc  
粗糙度参数： $~q{MX&J  
 最小特征尺寸：40nm *As"U99(  
 总调制高度：200nm vV"YgN:  
 高度轮廓 +9LzDH  
E<LH-_$  
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[.l,#-vp  
 效率 I.t)sf,  
Gmu
[UI}w8  
:{eYm|2-  

-ik$<>{X  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 nd\$Y  
!|9@f$Jv  
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粗糙度参数： !*DYdqQ/  
 最小特征尺寸：40nm w:I!{iX
  
 全高度调制：400nm -AL^  
 高度轮廓 %a8e_  
,V!Wo4M  
*B4OvHi)'  
 效率 kb$Yc)+R4  
9[~.{{Y  
@}^VA9ULK  
w[vccARQ  
BSkmFd(*  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 nCV7(ldmH  
uYO$gRem  
7. 总结 y:zNf?6&  
 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)。 [fwk[qFa  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ?w'03lr%  
 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。 OGH,K'l  
 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。 qz)KCEs  

经典，学下。。。，，