[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。 0yof u  
1q~LA[6  
1. 建模任务 MM#cLw  
vW.%[]  
GCE!$W  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 o0;7b>Tv  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 sV0Z  
y[HQBv  
2. 建模任务：正弦光栅 =xEk7'W6k  
Y4~vC[$x'  
x-z方向(截面视图) &>}.RX]t  
fDuwgY0  
m% bE-#  
光栅参数： ZW ye>]  
 周期：0.908um `
\FI7s3b  
 高度：1.15um >7-y#SkXdo  
(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) P!+v:'P5f  
C@@$"}%v2  
3. 建模任务 jW5iqU"{*  
;bHfn-X  
5}<[[}(  
dt-K  
nlfPg-78B+  
 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。 ;e;\q;GP  
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 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。 OAok  
4:
 sl(r  
eOrYa3hQ  
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4. 光滑结构的分析 L~MpY{!3  
GJak.,0t  
5-p.MGso  
&tBA^igXK  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 Dr'sIH^  
 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% )1_(>|@oi  
{% F`%_{"  
k/#M<z  
k}BDA|\s  
5. 增加一个粗糙表面 :HZ;Po   
+Jw{qQR/*  
kME^tpji  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 *-z4<LAa  
 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。 $r"A@69^RS  
XM!M%.0WS  
3i(Jon/p  
~L){O*Z  
PPgW ^gj  
,Oi^ySn  
VG\
mo?G  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 u{+!& 2}k  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 jM\ %$_/  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 no3Z\@%  
~u2w`H?V  
L1MrrC  
Vi,Y@+4  
6. 对衍射级次效率的影响 :)LC gIQo  
b]K>vhQV  
I7bi@t  
粗糙度参数： a>(~C
'(<  
 最小特征尺寸：20nm BvI 0v:  
 总的调制高度：200nm ~>w:;M=sV8  
 高度轮廓 ++k J\N{  
AY@k-4  
1)Eq&ASB  
^?sSx!:bZ  
@WJf)  
 效率 '8={ sMy  
I9,8HtnA  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 }#|2z}!  
uH] m]t  
/1N)d?Pcl  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm [)k2=67  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 r"[L0Cbb  
"MTq{f2?  
} Ab_o#Zy  
.> ,Z kS  
 效率 8'%+G  
m>O2t-  
 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。 =ty2_6&>  
ex:3ua$N  
粗糙度参数： p Mh++H]"  
 最小特征尺寸：40nm 'Dq"e$JM<  
 总调制高度：200nm d>~`j8,B  
 高度轮廓 T#/11M$uQ  
r.Lx%LZ\^  
0O^U{#*$I  

XC2Q*Z  
 效率 vS2(Q0+TZi  
g.=!3e&z%  
J:[3;Z  
fW[_+r]  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 Mi;Tn;3er  
8W{ g  
h4hd<,  
粗糙度参数： .$OjUlzr-H  
 最小特征尺寸：40nm %K`4k.gN  
 全高度调制：400nm {6DpPw^"  
 高度轮廓 7%X+O8  
?SB5b,  
JfR kp  
 效率 ={OCa1  
: qr}M  
zcZ^s v>  
m/cx|b3hqv  
`dP? 2-Z  
 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。 J511AoQ{R  
3!1&DII4  
7. 总结 $F<%Jl7_Z  
 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)。 mJ/^BT]  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 \?[O,A  
 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。 %OTQR
e:  
 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。 Cnk#Ioz  

经典，学下。。。，，