[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。 -}sya1(<8  
I`kp5lGD2  
1. 建模任务 (R<4"QbE  
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pi}H.iF  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 @]tGfr;le&  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 $Ig,cTR.b  
=eoxT  
2. 建模任务：正弦光栅 yy1r,dw  
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x-z方向(截面视图)
49$4  
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o)=VPUe  
光栅参数： Z+W&C
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 周期：0.908um sr+mY;  
 高度：1.15um tQaCNS$=  
(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) {:X];A$  
9y*!W  
3. 建模任务 ]r1{%:8  
%Nl(Y@dD*  
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;j>d"i36&  
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_+;,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。 BQ:Kx_   
kte.E%.PE  
 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。 7NC8<o;  
}2A1Yt:^P  
AJd.K'=8  
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4. 光滑结构的分析 O9X:1>a@i  
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5a!e

%jj  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 6CmFmc,  
 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% J
_E(^+  
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5. 增加一个粗糙表面 G1_@! 4  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 PZ(<eJ>  
 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。 XJ~l5}y ]  
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+
Cg"2~  
K!c@aD:#  
('6g)@=\U  
%e7(HfW-U  
[ky6E*dV`  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。  5vF}F^  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 "5JN
Xo,H  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 &:I +]G/W  
~P#zhHw  
za]p,bMX  
H..ZvGu  
6. 对衍射级次效率的影响 %s@S|< W  
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粗糙度参数： &:CjUaP@  
 最小特征尺寸：20nm <I%9O:R  
 总的调制高度：200nm 53t-'K0l  
 高度轮廓 YATdGLTeq  
_=*tDa  
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L0mnU)Q}C  
 效率 Fv)
;5LD  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 CTkN8{2S  
r%,H*DOu  
]AA%J@  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ZutB_uW  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 /uE^H%9h  
u[i7:V%  
\;*}zX  
$'knK<  
 效率 #jLaIXms  
M=AvD(+ha  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 /Fo/_=FE2  
/"Yx@n  
粗糙度参数： Lubs{-5lk  
 最小特征尺寸：40nm XJh:U0  
 总调制高度：200nm N8XC~Dh{  
 高度轮廓 5M Wvu,'%8  
_MdZDhtm  
0/:=wn^pg  
%7]XW2u  
 效率 <m>l-]  
}
PFt  
(}C^_q:7d  
/iUUM t'  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 .'S^&M/$  
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粗糙度参数： +qdIj] v  
 最小特征尺寸：40nm [{@zb-h  
 全高度调制：400nm -jVaS wt  
 高度轮廓 G;Wkm|  
]<q}WjXD'  
L-z;:Ztk  
 效率 !eR-Kor  
8jjFC9Cbn0  
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'(*&Ax  
x[vBK8  
 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。 7!r#(>I6?1  
Q=(@K4  
7. 总结 v_z..-7Dq+  
 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)。 Ak6MPuBB-  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 x7.QL?qR.  
 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。 Z cm<Fw  
 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。 xJ
~ gT  

经典，学下。。。，，