[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。 >Rd~-w)!|  
RG""/x;  
1. 建模任务 : S3+
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<JH,B91  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 TKv!wKI  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 eu9*3'@A  
QcW8A ,\q  
2. 建模任务：正弦光栅 @anjjC5a~  
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x-z方向(截面视图) w\YS5!P,V  
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光栅参数： T"W<l4i-  
 周期：0.908um jt on\9  
 高度：1.15um w+R7NFq  
(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) ~(ke'`gJ0-  
xNf}f 9l  
3. 建模任务 &<]f-  
7!pKlmQ  
0^gY4qx[u  
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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。 o#e8 Piw  
32<D9_  
 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。 fk5'v
 
Td|u@l4B  
P,{Q k~iu  
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4. 光滑结构的分析 v}6iI}r  
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d"9tP& Q  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 I[Lg0H8  
 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% q[a\a7U z  
GXVx/)H  
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8m?(* [[  
5. 增加一个粗糙表面 QDg5B6>$  
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6M*z`B{hV  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 6iyl8uL0J  
 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。 i D IY|  
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2{rWAPHgz  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 -[7+g  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 6(bN*.  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 +?{"Q#.>;  
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6. 对衍射级次效率的影响 2!sPgIz  
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粗糙度参数： XIl<rN@-  
 最小特征尺寸：20nm $vegU]-R  
 总的调制高度：200nm >zW2w2O3  
 高度轮廓 =6[.||9  
L3, /7  
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 效率 *#Cx-J  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 V!He2<  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ^5sA*%T4  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 0Qt!w(  
u5oM;#{@-  
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90Ki.K0  
 效率 e'3V4iU]  
YhN<vZ}U!~  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 Qo#]Lo> \g  
J\@6YU[A  
粗糙度参数： Ou_H&R  
 最小特征尺寸：40nm Jl~ *@0(  
 总调制高度：200nm 5qz,FKx5  
 高度轮廓 QoZV6  
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BDI|z/~&  
 效率 /+Z*)q+SbT  
k H.dtg_  
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Pr`\   
w|9 >4  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 L kK *.  
0caZ_-zU  
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粗糙度参数： >
C|pY6  
 最小特征尺寸：40nm a{nR:zPE  
 全高度调制：400nm ?\V#^q-  
 高度轮廓 U,=f};  
S<0 &V  
Tv=lr6t8  
 效率 \Bo%2O%4  
8o~ NJ 6  
[YOH'i&X  
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7\  
YYe G9yR  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 m/=nz.  
:$k*y%Z*N&  
7. 总结 oYqHl1cs  
 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)。 7f>=-sv  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 z?o8h 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。 m+(Cl#+  
 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。 uM2@&)u  

经典，学下。。。，，