[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。 >s5i  
z(00"ei  
1. 建模任务
Z1 7=g@  
A_:CGtv:  
(hB+DPi  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 r |H 1Yy  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 <$"  
HLlp+;CF><  
2. 建模任务：正弦光栅 yYdow.b!  
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x-z方向(截面视图) aEL^N0\d  
^x BQ#p  
i[IOR0  
光栅参数：
hDn?R}^l{  
 周期：0.908um \LN!k-c  
 高度：1.15um jDWmI%Y.  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) "!g}Q*  
bfE4.YF  
3. 建模任务 !R`E+G@  
sz"N,-<Ig  
IBT1If3  
u~]O #v  
D1ep7ykY  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 rpB0?h!$  
Iez`g<r  
 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。 4X}.aZO&b  
~K7$ZM  
^MXW,xqb  
SsY:gp_  
4. 光滑结构的分析 h/iL/Q=  
^t2b`n60  
F|wT']1Y  
e|-%-juI  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 
iAl.(j  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% *!m
\%*y
{  
'vP"&lrn  
hFQ*50n}  
x\i+MVR-  
5. 增加一个粗糙表面 B7 #O>a  
"9^OT  
~L
fFLC  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 P9W!xvV`w  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 r.JM!x8  
w$evAPuz^  
ns&3Dh(IVP  
l^cz&k=+  
Fd1t/B,  
KHTRoXt  
K_Q-9j  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 y0R9[;b07  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 /S #Z.T~~  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 -T8'|"g  
nK8IW3fX9)  
HOr.(gL!  
<1pRAN0  
6. 对衍射级次效率的影响 ^&z3zFTp  
v[b|J7k  
j9d^8)O,  
粗糙度参数： DUMC4+i  
 最小特征尺寸：20nm sPP(>y( \  
 总的调制高度：200nm J5zKwt  
 高度轮廓 d1>L&3HKx  
(^~0%1  
sLOkLz"x  
,{jF)NQaP  
aJzyEb  
 效率 }? :T*CJ  
(RBB0CE  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 hcT5>w[  
V2B: DIpr  
n.b_fkZNr  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm XE`u  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 9TUB3x^  
m5%E1k$=  
d9.I83SS  
^fEer  
 效率 w
u;^fL  
6#;u6@+}yy  
 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。 8
=,?Bh".  
~(-df>  
粗糙度参数： 
vduh5.  
 最小特征尺寸：40nm ;8Ts  
 总调制高度：200nm iTVepYv4m  
 高度轮廓 y(
yBRR  
_X~xfmU  
U1=]iG<%  
_ YcIGOL  
 效率 M6lNdK  
zxrbEE Q  
A,;[9J2\&  
*XkgwJq  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 
5gZ*  
ja%IGaH;s  
3Lm7{s?=Z-  
粗糙度参数： |o#pd\  
 最小特征尺寸：40nm @
0D  
 全高度调制：400nm LrhQG  
 高度轮廓 0[92&:c,  
2SXy)m !  
bmw"-W^U[  
 效率 q\d/-K  
4v#A#5+O E  
PcEE@W9  
Og:aflS  
[-hsG E  
 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[[ 5H  
e[g.&*!  
7. 总结 "vo o!&<  
 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)。 n7,LfO#  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ADT8A."R[  
 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。 K{`3,U2Wx  
 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。 13MB1n  

经典，学下。。。，，