[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。 FRsp?i K)  
n8i: /ypB  
1. 建模任务 D/
wJF
[_  
27}0
  
x4v&%d=M  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 zd{sw}  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 7/)0{B4U'  
B)dG:~  
2. 建模任务：正弦光栅 xWM?E1@  
  Xi
w  
x-z方向(截面视图) 4P#4RB  
KWM}VZY:Z  
wZ=@0al  
光栅参数： w zi7pJjXh  
 周期：0.908um q(v|@l|)yO  
 高度：1.15um ST,+]p3L(  
(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) apnpy\in  
;Nd'GA+1;(  
3. 建模任务 0:c3aq&u  
_v++NyZXx  
|\94a  
0IBQE  
46~nwi$,^  
 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。 t[MM=6|Wb  
B;2#Sa.  
 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。 m[BpV.s  
E%a&6W  
hDc
2T  
CZ =]0zB  
4. 光滑结构的分析 \C{Zqo,  
=)a%,H  
$'yWg_(  
3ug~m-_  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ;j+*}|!  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% Iz>\qC}  
s+E4AG1r  
n(CM)(ozU  
qggRS)a  
5. 增加一个粗糙表面 q d:"LS  
*^C
N2tm  
B9H.8+~(  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 mP?}h  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 9#kk5)J  
SL +\{V2  
}g:'K  
7p>T6jK)  
MM( ,D& Z  
Mky^X,r  
KcW 5  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 r
je;Bf  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 6rO^ p  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ^s$U n6v[  
*xpPD\{k  
7uOtdH+  
fJe5 i6`(  
6. 对衍射级次效率的影响 ^ (J%)&_\3  
q;_?e_  
^N`KT   
粗糙度参数： ce719n$   
 最小特征尺寸：20nm ]I]G3 e  
 总的调制高度：200nm /UaQ2h\  
 高度轮廓 j)Z0K
$z=  
K1-RJj\L  
fgHsg@33N  
"#iO{uMWb  
ZVit]3hd  
 效率 /nEK|.j  
8cRc5X  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ?9?o8!  
Ok}e|b[D  
n7zM;@{7  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm "chf\-!$  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 gV*4{d`  
x}x)h3e  
^;?
w<9Y  
XjYMp3  
 效率 <,H/7Ba  
;6?,Yhk$h  
 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。 Zjs
,R{  
`wSoa#U"@  
粗糙度参数： #W8c)gkG9  
 最小特征尺寸：40nm $jBi~QqOf  
 总调制高度：200nm |C,]-mJG  
 高度轮廓 "u{ymJ]t  
.mOm@<Xdg  
A.YK=_J  
)ub!tm  
 效率 v
i[~Qt  
j-qg{oIJ  
`}8)P#  
ol`q7i.  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 .I>CL4_  
`[ZA#8Ma  
z_8Bl2tl  
粗糙度参数： 'uwq^b_  
 最小特征尺寸：40nm b'xBPTN  
 全高度调制：400nm 'z+Pa^)v  
 高度轮廓 LOgB_$9_3  
U<'$ \P  
F'_z$,X6  
 效率 DnN+W  
ol_&epG;ST  
K5(T7S  
-7EwZRS@9  
472'P  
 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。 P)ne^_   
C3 m_sv#e  
7. 总结 [y<s]C6E  
 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)。 ]0{,P !  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 Q0Gfwl  
 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。 2m72PU<.  
 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。 aQso<oK  

经典，学下。。。，，