[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。 m)r,  
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1. 建模任务 e:T9f('  
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f<'D?d)L^  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 la^K|!|  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 jQBn\^w  
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2. 建模任务：正弦光栅 8cURYg6v  
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x-z方向(截面视图) e
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光栅参数： =hI;5KF  
 周期：0.908um $)6M@S  
 高度：1.15um 4sC)hAx&f  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) :H:+XIgoR  
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3. 建模任务 Wy /5Qw~s  
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 C+dz0u3s  
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 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。
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t{`krs``  
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4. 光滑结构的分析 C3 BoH&  
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Il#ST  
SN[ar&I  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 TJZarNc$  
 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% v`p@djM  
XQtV$Lw  
HJd{j,M  
ZQ'|B  
5. 增加一个粗糙表面 !HeQMz  
XK;Vu#E*^  
NW&2ca  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ]!s@FKC{;  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 :%+9y @%  
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B$S
@xD $  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 X0]$Ovq(l  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 F'JT7#eX  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ['3E'q,4&  
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$FZcvo3@*S  
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6. 对衍射级次效率的影响 ~aXJ5sY"f&  
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粗糙度参数： ;hh.w??  
 最小特征尺寸：20nm Ag&K@%|*  
 总的调制高度：200nm ~4xn^.w  
 高度轮廓 CBz=-Xr  
v] m`rV8S[  
0n={Mb  
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 效率 `(6cRT`Wp  
[@]i_L[  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 fUOQ(BGp  
ih|&q  
"I@akM$x  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm o|_9%o52'  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 n;~'W*Ln0  
K~fWZT3]  
}Nma %6PfV  
o>&-B.zq  
 效率 ^b^buCYw  
PWO5R]
 
 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。 A7T(p7pP  
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粗糙度参数： U8</aQLGF  
 最小特征尺寸：40nm 3FMYs&0r4  
 总调制高度：200nm =Ew77  
 高度轮廓 m@)Ya*=<  
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a7p.  
S%wdXe  
E5Ls/ HK  
 效率 \FnR'ne  
\3hFb,/4k  
1bjWWNzQA  
zQ(`pld  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 kZR(0, W  
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粗糙度参数： 4E$d"D5]>p  
 最小特征尺寸：40nm `1#Z9&bO  
 全高度调制：400nm ']Z%6_WF  
 高度轮廓 R?Ch8mW.!  
<L2z|%`  
=<AG}by![  
 效率 x Vw1  
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S8C}C
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Cn_r?1{W  
z+^9)wg9  
 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。 V}FH5z |  
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7. 总结 H;+98AIy`  
 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-1  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ViUx^e\
  
 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。 +=*ND<$n/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。 }{[JS=A^  

经典，学下。。。，，