[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。 +li<y`aw0  
*T+Bjj;w  
1. 建模任务 aT[qJbp1  
fC\Cx;q-  
)e1&[0  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 LrL ZlJf  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 $0f(Gc|  
^>3q@,C]c  
2. 建模任务：正弦光栅 \bc ob8u  
]rpU3 3  
x-z方向(截面视图) ecZT|X4u  
[#}0)  
%O=U|tuc$  
光栅参数： d[p-zn.  
 周期：0.908um AxsTB9/  
 高度：1.15um {Y\W&Edw%  
(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) %+=y!  
,/XeG`vk  
3. 建模任务 T=NF5kj-=  
vzr?#FG  
h}T+M BA%  
a (mgz&*  
Q"@x,8xW  
 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。 tz).]E D  
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Y nd<K4  
 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。 9}=]oX!+V  
OrZ=-9"  
=`1#fQDt  
d&@>P&AT  
4. 光滑结构的分析 OIqisQ7ZB  
0|D^_1W`R  
d"P\ =`+  
sv g`s,g  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 vz[-8m:f  
 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% @lYm2l^  
w,,QXJe{Z_  
b,k%
n_&n  
2$fFl,v!z  
5. 增加一个粗糙表面 lU}y%J@  
gcy'"d"  
iK(G t6w  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 g}vOp3^  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 oC~8h8"l  
MKnG:)T<?l  
<#[_S$
54  
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lf3$Tm D  
C0eqCu)Q  
FLqF!N\G  
|9Gng`)  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 ^"U-\cx  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Ny\c>$z  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 B;3lF;3`  
hZ#ydI|  
#]~l]Eq  
&yQilyU{V  
6. 对衍射级次效率的影响 4)cQU.(*k  
NB["U"1[^E  
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粗糙度参数： =&5^[:ksB  
 最小特征尺寸：20nm |<Cz#| ,q  
 总的调制高度：200nm }k`-n32)|  
 高度轮廓 5`!Bj0Uf  
udEJo~u  
pBd_BaN  
'V*ixK8R0  
C9,|G7~*q  
 效率 c Nhy.Z~D  
)@IDmz>  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 xbN)
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sULCYiT|Hn  
4;rt|X77  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm xla64Qld  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 CJDnHuozc  
\z~wm&  
J'Z!`R|  
];3]/b)&  
 效率 P0Q]Ds|  
,n}h_ct  
 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。 MRI`h.  
xrXfLujn%  
粗糙度参数： i gyTvt!  
 最小特征尺寸：40nm bv NXA*0  
 总调制高度：200nm Ih&rXQ$  
 高度轮廓 w$D&LA}(M  
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" hD6Z  
P,QI-,  
 效率 ,y>%m;jL  
$N}nO:`t  
*_qW;l7  
rz@FUU:&  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ( <Abw{BTm  
o_(@v2G`  
c2tf7fkH  
粗糙度参数： 9{A[n}  
 最小特征尺寸：40nm U= Gw(  
 全高度调制：400nm \8KAK3i'  
 高度轮廓 ]]EOCGZ"  
hxXl0egI  
2b[R^O}   
 效率 8Hdm(>  
vFz#A/1  
"%mu~&Ga  
}#b[@3/T  
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 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。 aw3 oG?3I  
Xcy Xju#"p  
7. 总结 6JCq?:#ab  
 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)。 :vsF4  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 oZ/z{`  
 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。 [?=Vqd  
 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。 -;i vBR  

经典，学下。。。，，