[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。 H?>R#Ds-  
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1. 建模任务 ^J]~&.l  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 (TV ye4Z  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 7x^P
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V4PD]5ZW  
2. 建模任务：正弦光栅 0ZXG{Gp9S  
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x-z方向(截面视图) Hinz6k6!  
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光栅参数： jR#g>MDKB  
 周期：0.908um (P[:g  
 高度：1.15um !$x9s'D  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) bCF"4KXK  
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3. 建模任务 .n
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pN"d~Z8  
N4Z%8:"pj  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 UHYnl]  
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 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 ;k<g#She  
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%11&8Fp1s  
4. 光滑结构的分析 jd|? aK;(  
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r(IQ)\GR  
D}wM$B@S  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 t%wC~1  
 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% wvum7K{tI  
V6Y:l9  
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N246RV1W  
5. 增加一个粗糙表面 @JS O=8  
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J)iy6{0"  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Rdd[b?  
 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。 {1.t ZCMT  
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b/='M`D}#G  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 Y#EM]x5!=  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 -(4)lw>U  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 p=vu<xXtD  
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2XubM+6  
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6. 对衍射级次效率的影响 #y }{ 'rF?  
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粗糙度参数： {#aW")x^#  
 最小特征尺寸：20nm p9ligs7V'  
 总的调制高度：200nm ORhe?E]  
 高度轮廓 C~Fdo0D  
AOhfQ:E 4  
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LwQq0<v  
 效率 SR@yG:~  
ZtPq*/'  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 u6{=Z:  
SnsOuC5Ah  
vs-%J6}G  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ,C%fA>?UF8  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 <RfPd+</  
#;59THdtPk  
pBV_'A}ioh  
;v0M ::  
 效率 ]03+8#J  
Ww&~ZZZ {  
 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。 &L[oQni];2  
]3Z?Q  
粗糙度参数： #?/&H;n_8S  
 最小特征尺寸：40nm JX%B_eUlAs  
 总调制高度：200nm AsyJDt'i  
 高度轮廓 #flOaRl.  
>CtT_yhx  
)&R^J;W$M1  

II;fBcXF  
 效率 <smi<syx  
q 65mR!)  
56k89o  
ag Za+a  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 *"4
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粗糙度参数： OU&esw
W  
 最小特征尺寸：40nm +L(0R&C  
 全高度调制：400nm 5g9lO]WDI  
 高度轮廓 @Sb 86Ee  
7?Vo([8  
FV>j !>Y  
 效率 oxkA+}^j8M  
<i9pJGW  
XRi/O)98o  
<xOv0B  
bvZTB<rA  
 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。 ^MJTlRUb  
{k.Dy92  
7. 总结 @]$qJFXx  
 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)。 g wM~W  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ?M'_L']N[  
 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。 Q"
UWh~  
 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。 %
YjZF[P  

经典，学下。。。，，