[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。 `Y3(~~YGn  
}uX|5&=~f  
1. 建模任务 . %(^mK)zQ  
M?o{STt  
-G ?%QG`v  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 +lp{#1q0  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 8?jxDW a  
3n(*E_n  
2. 建模任务：正弦光栅 dc^Vc{26Z  
Etmo78e  
x-z方向(截面视图) mf4z?G@6  
R "E<8w  
ySruAkw%  
光栅参数： z Bf;fi  
 周期：0.908um `*9EKj  
 高度：1.15um H2\1gNL  
(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) _:,.yRez  
\8_V(lU   
3. 建模任务 2oNV=b[  
mq`5w)S)\o  

a"qR J-@  
^_w*XV  
Qg>L,ZO  
 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。 X\G)81Q.S  
B007x{-L  
 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。 -R@JIe_28f  
q6)p*}-  
x(yX0 ,P/7  
vcOsq#UW  
4. 光滑结构的分析 
Q2R-z^pd  
:xN8R^(  
LI:?Y_r  
RR'(9QJ$  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 X o_] v  
 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% %30T{n:  

g(aNyn
 
+QQYPEx+  
/\TlO.B=  
5. 增加一个粗糙表面 \ j x0ZHR  
HD~jU>}}  
w2KWa-BO  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 AAdD\%JZ  
 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。 XzN-slu!  
g!.Ut:8L9  
GW:\l~ d  
U"/yB8!W  
Qlf 9]ug)  
Sn+FV+D  
vx PDC~3;  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 X!2.IsIS8  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 k62$:9`5  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 4LJ]l:m  
K`,nW6\  
<8g *O2  
y @]8Ep  
6. 对衍射级次效率的影响 ^l&nB
.  
(QA-"9v#i,  
Zj:a-=  
粗糙度参数： j{-mQTSD  
 最小特征尺寸：20nm d3\OHkM0^  
 总的调制高度：200nm _ .-o%6  
 高度轮廓 97['VOh0  
NvEm,E\|  
W?SP .-I  
deR$  
7Qm;g-)f  
 效率 # q0Ub-  
6ctHL<^  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 z Y$X|=f  
D[?
k ,*  
@Fm{6^  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm A^}i^  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 Z;|0"K  
[HC8-N^.}  
FYx `o\  

n"^/UQ|#j  
 效率 W+F<P@[u<$  
``2QOu 1  
 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。 rX|y/0)F  
Dz"u
8 f  
粗糙度参数： )[@YHE5g  
 最小特征尺寸：40nm
dy2_@/T7  
 总调制高度：200nm uQ)JC7b\  
 高度轮廓 73^T*  
7dM6;`V^  
hJC p0F9O  
v -|P_O&z  
 效率 y(bt56 | z  
B"?+5A7  
|1<]o;:  
]RJb;  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 !TV_dKa  
,E/Y@sajn+  
=,>TpE  
粗糙度参数： 7 BnenHD  
 最小特征尺寸：40nm OUIUgej  
 全高度调制：400nm Dh!iY0Lz  
 高度轮廓 O#Zs3k  
@LWxz  
#iRyjD  
 效率 tz0Ttu=xH  
R+kZLOE  
*Sz{DE1U  
Ddm76LS  
"z#?OV5  
 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。 Ip7FD9 ^  
?2;n=&ZM  
7. 总结 eUKl Co  
 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)。 a7v[l04  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 {YKMQI^O/  
 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。 c~L6fvS  
 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。 QIMv9;  

经典，学下。。。，，