[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。 Q)aoc.f!v  
"-S!^h/v  
1. 建模任务 *=@8t^fa86  
ek)rsxf1A  
9'p| [?]v  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 G:b6Wf  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ;fqp!|J  
R~oY R,L;  
2. 建模任务：正弦光栅 puMVvo  
3\ajnd|  
x-z方向(截面视图) <tTNtBb  
[5xm>Y&}  
;L87 %P(.  
光栅参数： xqk(id\&  
 周期：0.908um /TbJCZ  
 高度：1.15um !"phz&E5ah  
(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) u*l>)_HD  
'*Y mYU  
3. 建模任务 \|X 1  
%+/v")8+?  
0 F8xS8vK+  
WClprSl8  
v0WB.`rO  
 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。 a.u{b&+9  
L' _%zO  
 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。 bL<H$DB6  
Usht\<{  
VKXi*F9  
<2j$P Y9  
4. 光滑结构的分析 ,FYA*}[  
J8FzQ2  
>*/ |tL  
Sy.%>$z  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 d+P<ce2G  
 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% ajRht+{  
"nJMS6HJ[  
D3 +|Os)  
dh}"uM}a  
5. 增加一个粗糙表面 :zC=JvKT  
hQ%X0X,  
g0~m[[
 
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 fm^tU0D
Y  
 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。 S%]4['Y  
hBZh0xy  
9[{q5  
5FJ%"5n&  
.h
w(;  
jz'%(6#'gW  
k"dE?v\cG  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 Yo5ged]i  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 !N:w?zsp  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ~Gg19x.#uW  
%D7^.  
{>R933fap  
`T2DGv  
6. 对衍射级次效率的影响 |a1zJ_t4  
'bji2#z[  
,+Ya'4x  
粗糙度参数： 50S*_4R  
 最小特征尺寸：20nm ,=ju^_^sA  
 总的调制高度：200nm 6jal5<H  
 高度轮廓 |c]L]
PU  
tr 8Q{  
>Y3zO2Cr  
W70BRXe04D  
$H,9GIivD  
 效率 aIfB^M*c5  
48GaZ@v  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 cJ,`71xop,  
2zjY|g/  
+ L5  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ]w8h#p  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 Xp|$z~  
3v~}hV/RUy  
a- /p/ I-%  
Mm^6*L]  
 效率 [/cJc%{N  
8/9YR(H3H  
 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。 xUs1-O1i  
KC\W6|NtGj  
粗糙度参数： ~r]$(V n  
 最小特征尺寸：40nm 1N8YD .3  
 总调制高度：200nm \cAifU  
 高度轮廓 ^
6,}*@  
JZNvuPD  
>F!X'#Iv  
aOW~! f/M  
 效率 XOY\NMo  
,Hc,]TPC4  
cmLI!"RLe  
SQ`ec95',  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 MB5X$5it  
'^t(=02J  
fVBu?<=d  
粗糙度参数： A%#."2vq~  
 最小特征尺寸：40nm ]O
M?e  
 全高度调制：400nm ^W,x  
 高度轮廓 
!
:dhK  
yH@2nAn  
qB=%8$J  
 效率 =$%_asQJ  
Q"{Q]IT  
r%oXO]X  
A `=.F  
cA B^]j  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 ^$\#aTyFK  
x@"`KiEUs  
7. 总结 ML_[Z_Q<z  
 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/\Hh9`  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 1A
9
Gf  
 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。 v%2Jm!i+  
 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。 Q%RI;;YyA  

经典，学下。。。，，