[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。 M]\"]H?  
-GgV&%'a  
1. 建模任务 Rpcnpo  
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Cyv_(Oh?dv  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Zfu" 8fX  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 VyU!r* o  
!oV'  
2. 建模任务：正弦光栅 bVRxGn @l  
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x-z方向(截面视图) jP@t!=  

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光栅参数： u*;53 43  
 周期：0.908um d@|j>Z  
 高度：1.15um HSl$ U0  
(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) qfY=!|O  
_ )^n[_E  
3. 建模任务 (aCl*vV1  
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Iq": U  
S67T:ARS  
8&f"")

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 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。 I|[aa$G  
ldoN!J  
 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。 Df/f&;`  
28+Sz>SP  
VA'<  
>BQF<  
4. 光滑结构的分析 c9E9Rx  
7]9s_13]  
b_Ky@kp  
l:+pO{7L  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ?Ve5}N  
 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% f{Y|FjPp=E  
tbv6-)Hs  
f{z%PI[  
"/XS3sv"s  
5. 增加一个粗糙表面 <^ )0M  
-+I! (?  
vDOeBw=  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 7erao-  
 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。 GrQAho  
Y.*lO  
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%J%gXk}]  
E 0pF; P5  
s*#|EdD6@  
izWl5}+'B  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 @%cJjZ5y  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 qP<,"9!I  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 $ .Z2Rdlv(  
FZ2-e  
n_ez6{  
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6. 对衍射级次效率的影响 IKr7"`  
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粗糙度参数： $xZk{ rK  
 最小特征尺寸：20nm QBn>@jq  
 总的调制高度：200nm qiF~I0_
0  
 高度轮廓 -MEz`7c~  
Sf'5/9<DW+  
O.}gG6u5  
tx1jBh:e=  
=K>Z{%i  
 效率 -5 W0K}  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 \j;uN#)28  
v_@_J!s  
h{xERIV1u  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 5)oIPHXw  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 qtH&]Suu,  
1=a}{)0h  
.}<B*e
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.M{[J]H`t  
 效率 Y)*lw  
.-Lqo=o\  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 +r!h*4  
#rr-4$w+  
粗糙度参数：
"qm>z@K  
 最小特征尺寸：40nm !Cy2>6v7  
 总调制高度：200nm ge oN4  
 高度轮廓 FVmg&[ .  
`k|nf9_  
9|WWA%p  
.>'Z9.Xnk  
 效率 uRy6~'  
e,*[5xQ  
/a|NGh%  
=|%T E   
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 .KsvRx  
-N(MEzAE  
E\S&} K,s  
粗糙度参数： 6;pREM+  
 最小特征尺寸：40nm ksaC[G;}:  
 全高度调制：400nm tp^'W7E  
 高度轮廓 RHbp:Mlk  
L>b,}w  
B~#@fI
L  
 效率 W8NA.  
(B-9M)  
R4(8]oUW  
[alXD_  
sD3|Qj;  
 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。 ]c2| m}I{:  
B,Brmn  
7. 总结 $\!;*SSj  
 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)。 q_&IZ,{Vk  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ;alFK*K6  
 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。 >2 qP  
 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。 ;/T-rVND  

经典，学下。。。，，