[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。 -T;^T1  
d2NFdBoI  
1. 建模任务 ?w!8;xS8  
E<}sGzMc  
{qlcTc  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 U}4I29M  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 pEz^z9  
3UmkFK<  
2. 建模任务：正弦光栅 "g)bNgGV}  
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x-z方向(截面视图) {chZ&8)f  
mn=b&{')e  
TDbSK&w :s  
光栅参数： 6]Q#4  
 周期：0.908um aeI0;u  
 高度：1.15um 6$:Q]zR#'H  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) IiRQ-,t1  
&;pM<h  
3. 建模任务 q9p31b3  
{tl{j1d|  
/\<x8BJ  
bM5V=b_H  
LLT6*up$  
 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。 ^fe,A=k~1  
'_V9FWDZ  
 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。 ]P#W\LZp  
SPRTJdaC9  
iPV-w_HQ  
KAD2_@l  
4. 光滑结构的分析 8m=R" %h  
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M26^  
ja~Dp5  
R) :Xs.  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 @k)J i!7  
 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% )+'=Zvgej=  
KM)f~^  
0G-obHe0  
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5. 增加一个粗糙表面 jIr\.i  
~]RfOpq^w  
`p9N| V  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 n{<}<SVY  
 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。 WEX7=^k9  
<9 ^7r J  
4)OOj14-V  
xM!9$v  
ME0u|_dPjz  
?wl
RHVZ  
3Mm_xYDud  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 OI6Mx$  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 (yi zM  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 b/qK/O8J  
6;:D!},'c  
I}o} #OJ  
Z2yO /$<  
6. 对衍射级次效率的影响 )-1e}VF(U  
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VpYD/Oj4;  
粗糙度参数：
GVA%iE.  
 最小特征尺寸：20nm sRZ<c  
 总的调制高度：200nm 4Eu'_
>"a  
 高度轮廓 p&V64L:V  
lb}RPvQE  
@v@F%JCZ  
"P@ SR`v#  
Hcg7u7M{  
 效率 "0Z/|&  
6'N_bNW  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 &v*4AZ['  
6lg]5d2CD  
'R'hRMD9o  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm cf$ hIB)Oi  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ~
7KH/%Z-  
aXqig&:  
RD)Vb$.B:  
<'$>&^!^  
 效率 @$^4Av-  
L5zCL0j`  
 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。 gl`J(  
KWjhkRK4]  
粗糙度参数： \WTKw x  
 最小特征尺寸：40nm j7Y7&x"  
 总调制高度：200nm =oh%-Sh:  
 高度轮廓 C{^I}p  
?)(/S
ZC0  
Ck !"MK4  
dL+yd0b*  
 效率 Kf[.@_TD<1  
v'?o#_La+  
@w.DN)GPo  
7bO>[RQB  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 v@GhwL  
+:ms`Sr>  
wE=I3E%  
粗糙度参数： e~(e&4pb  
 最小特征尺寸：40nm ;qUB[Kw  
 全高度调制：400nm j0~c2  
 高度轮廓 9#hp]0S6  
H<fi,"X^  
Yl'8" \HF  
 效率 /%,aX[  

|:#Ug  
z a_0-G%C2  
KFO K%vbM  
zb4@U=?w}  
 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。 CEw%_U@8  
S&IW]ffK  
7. 总结 '/\*l<  
 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)。 D]"W|.6@  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 <a=OiY  
 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。 +HUy,@^Pa  
 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。 d oEuKT  

经典，学下。。。，，