[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。 W,@F!8  
g.&B8e  
1. 建模任务 :gV~L3YW5  
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$'=!<b;  
`2 <:$]  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 +fk*c[FG  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 4<-Kd~uL  
A5Hx$.Z  
2. 建模任务：正弦光栅 ^f,4=-  
WhW}ZS'r  
x-z方向(截面视图) NwF"Zh5eMW  
WRD z*Zf  
eaFkDl  
光栅参数： `Xos]L'w  
 周期：0.908um T!H(Y4A  
 高度：1.15um 3wv@wqx  
(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) ]pvHsiI:  
DKS1Sm6d0  
3. 建模任务 G^ GIHdo  
@4;'>yr(  
IMWt!#vuY  
%"f85VfZ  
]00so`  
 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。 'mZv5?  
,w~3K%B4  
 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。 @_C]5D^J^~  
aLg,-@  
xq;>||B
 
g!~SHW)l  
4. 光滑结构的分析 b;VI
R,2  
J920A^)j!  
'^)'q\v'k  
GUu8 N  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 / <(|4e  
 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% f4p*!e  
_5Lcr)  
qR.FjQOvn  
\NNA"  
5. 增加一个粗糙表面 Tg^8a,Lt  
*R+M#l9D`  
ug]2wftlQ  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 -dovk?'Gj  
 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。 zCJ"O9G<V  
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sN1H{W  
2@MpWj4  
Tp-W/YC  
#MYoy7=
  
1?QVtfwY  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 Oey Ph9^V  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 yr+QV:oVA  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 )s>|;K{  
oL~1M=r  
}$<v  
M;XU"8  
6. 对衍射级次效率的影响 N_ ODr]L  
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3DO*kM1s@  
粗糙度参数： q2xAx1R`sV  
 最小特征尺寸：20nm j?C[ids<  
 总的调制高度：200nm Q.$/I+&j  
 高度轮廓 EJ {vJZO  
C)m@/w  
06HU6d,  
<q'?[aKv
R  
ozsd6&z5l  
 效率 _L)LyQD]T  
5
dv|NLl  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 \ 3E%6L  
fUvXb>f,  
k@fxs]Y_L  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm V #vkj  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 5q4wREh  
.Od@i$E>&  
LntRLB'  
T=w0T-[f  
 效率 KYkS^v  
\=RV?mI3?  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 elM<S3  
6 [bQ'Ir^8  
粗糙度参数： |9i[*]  
 最小特征尺寸：40nm vZQraY nJ  
 总调制高度：200nm -^_^ByJe  
 高度轮廓 -c8h!.Q$  
M.SF}U  
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]|Q5  
D Q4O  
 效率 SIM>Lz  
fvta<  
on hLhrZ  

'ym Mu}q  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 YpZuAJm<2_  
w[vccARQ  
BSkmFd(*  
粗糙度参数： nCV7(ldmH  
 最小特征尺寸：40nm EFU)0IAL[  
 全高度调制：400nm @@3NSKA  
 高度轮廓 [fwk[qFa  
`}ZtK574  

'4GN%xi  
 效率 HXh:83  
',+Zqog92  
#3>jgluM'  
cAx$W6
S  
y]!#$C /  
 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。 4QC_zyTE  
3 %BI+1&T_  
7. 总结 %IIFLl
D  
 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)。 )C\/(  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 g^:`
h VV  
 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。 ifWQwS/,a  
 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。 =^zGn+@z  

经典，学下。。。，，