[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。 7SyysH<H  
y-/,,,r  
1. 建模任务 V?0Yzg$sy  
&>T7]])  
U=G}@Y  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 3`mM0,fY  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ~:l
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2. 建模任务：正弦光栅 9bx
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x-z方向(截面视图) *\M$pUS{  
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光栅参数： ylo/]pVs  
 周期：0.908um w9W0j  
 高度：1.15um I/&uiC{l@  
(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) 4L`<xX;:{  
0Gr^#`  
3. 建模任务 $}TK,/W  
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#@v$`Df<  
 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。 VGPBD-6)  
T]fBVA  
 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。 jlA?JB  
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Z6F^p8O-  
M#U#I:z%  
4. 光滑结构的分析 l[cBDNlrC;  
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~ZN]2}  
@S>$y5if  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 :-.K.Ch|:  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% :
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5. 增加一个粗糙表面 r'GD  
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QP  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 B\ITXmd   
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 `n{yls7.  
MUeS8:q-N  
!K~L&.\T  
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=64%eF  
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\B$Q%\-PX  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 -T
5$l  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 uINm>$G,5  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 .AzGPcJY  
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Q~L"Mr8>V  
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6. 对衍射级次效率的影响 j+E[[  
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粗糙度参数： -H;%1y$A-  
 最小特征尺寸：20nm _1? PN8  
 总的调制高度：200nm x,3oa_'E  
 高度轮廓 7LB#
\2  
oV7A"8L^a  
+TR#  
rf%Nf
U  
+EnJyli  
 效率 =u+.o<  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 X`QfOs#\  
q%/ciPgE  
j1LL[+G-"_  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 9m:qQ1[\  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 lYz$~/sd  
x!<?/I)X  
>;ucwLi  
NVFgRJ&  
 效率
ke(LjRS  
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 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。 _*.Wo"[%[X  
KLc<c1BZ  
粗糙度参数： x4HVB  
 最小特征尺寸：40nm @Lj28&4:<  
 总调制高度：200nm 9bpY>ze  
 高度轮廓 ?2g\y@  
`_+j+  
L%7?
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kdWk{ZT^  
 效率 9J$z/j;X  
S"Q$ Ol"  
{FavF 9O  
W .c:Pulg  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 @'K+   
XOM@Pi#z  
xY/ S;dE  
粗糙度参数： 8^H <dR  
 最小特征尺寸：40nm 8#Q=CTjF  
 全高度调制：400nm 4YVxRZ1[3  
 高度轮廓 (> v1)*r  
>,8DwNuq  
27;t,Oq}  
 效率 !50Fue^JM  
S> f8j?n  
C#5z!z/:%  
~6nq$(#  
!/w<F{cl  
 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。 k++Os'hSEY  
hr8v O"tZN  
7. 总结 FS%Xq-c  
 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)。 nnU &R  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 
& >AXB6  
 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。 W*hRYgaX3  
 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。 :VPZGzK4  

经典，学下。。。，，