[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。 Ii FeO  
;89 `!V O  
1. 建模任务 agp`<1h9  
QH7"' u6  
gqJSz}'  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ?Dm={S6  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 \"Jgs.  
C@1B?OfJ  
2. 建模任务：正弦光栅 ;5Spdi4w  
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x-z方向(截面视图) ;+jz=9Q-  
9K,PT.c  
EIQ`?8KSR  
光栅参数： BQTZt'p  
 周期：0.908um 3Z/_}5%"  
 高度：1.15um RC?gozBFJ  
(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) :+#$=4  
"%]<Co<S  
3. 建模任务 v,]-;V~<  
AH-B/c5  
In13crr4!  
y``[CBj  
U1nObA  
 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。 c[VVCN8dA  
t@r>GHO  
 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。 F/p/&9  
x9\z^GU%H  
3ScOJo  
O?,Grn%'.  
4. 光滑结构的分析 SzXR],dA  
dmA#v:$1  
9B3+$uP  
WAq!_xE  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 +q*WY*gX  
 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% vo(riHH  
Z;/QB6|%  
%Yw?!GvL[  
gug9cmA/Q7  
5. 增加一个粗糙表面 "t0l)P*C}  
Z=R 6?jU*n  
<cm(QNdcC  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 65]>6D43  
 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。 ~aBf.  
@=<B8VPJd  
d!57`bVOd  
kF]sy8u]  
5]f6YlJZ  
b I"+b\K  
CH9Psr78  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 Tfq7<<0$N  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Q6PaT@gs  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 :MaP58dhh  
e@h(Zwp  
M"\Iw'5$  
q!;u4J  
6. 对衍射级次效率的影响 :_8Nf1B+T  
Y~TD)c=  
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粗糙度参数： E]O/'-
 
 最小特征尺寸：20nm =O%Hf bx  
 总的调制高度：200nm icK>
|
  
 高度轮廓 $sxRRem{?  
y g:&cIr,  
8AVtUU  
[
CG3&J  
fK|P144   
 效率 v?Zo5uVoq  
&K*Kr=9
N  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 v\lKY*@f  
Y(RB@+67  
Y{d-k1?s5  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm t i&!_  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 b($9gre>mI  
(nu;o!mo9  
xs6kr  
T@jv0/(+  
 效率 j=dGNi)R  
B ({g|}|G+  
 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。 8S` j6  
4#,,_
\r  
粗糙度参数： OF}."a  
 最小特征尺寸：40nm _vJ(F  
 总调制高度：200nm D"msD"  
 高度轮廓 d`UK mj  
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8 =oUE$9  
wQ^RXbJI9  
 效率 EQtYb"_  
JU#m?4
g  
.?`8B9w  
3#?53s  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ^[&,MQU{7  
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粗糙度参数： ]D&U}n  
 最小特征尺寸：40nm "$/1.SX;]  
 全高度调制：400nm E!RlH3})  
 高度轮廓 q/
^?rd  
Bg[_MDWc-P  
M._;3_)%/  
 效率 )Ma/]eZ^I  
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v@4vitbG9  
;F_P<b 2  
 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。 GExr] 2r  
zR4]buHnE  
7. 总结 }eF r,bJ  
 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)。 n[B[hAT  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 LzxO=+=9!q  
 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。 9}_'  
 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。 $h}5cl  

经典，学下。。。，，