[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。 jRjQDK_"ka  
L w/ZKXDU2  
1. 建模任务 )jRaQ~Sm  
_Q\u-VN*hv  
kca  Y  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 pQ+4++7ID  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 gJZ9XLPC  
FkoN+\d  
2. 建模任务：正弦光栅 vnz}Pr! c  
v[?eL0Z  
x-z方向(截面视图) v#KE"m  
Aa%ks+1  
=G<S!qW  
光栅参数： kI$X~s$r  
 周期：0.908um W&a<Q)o*I  
 高度：1.15um s|8_R;  
(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) &$NVEmW-J  
9hs7B!3pc>  
3. 建模任务 7Rom#Kl:  
~E7=c3:"  
`\S~;O  
+f?xVW<h  
wsfn>w?!V  
 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。 j,JGs[A  
,b8B)VZ?  
 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。 '^M3g-C[Jg  
$;+`sVG  
-zLxT  
o#&;,9  
4. 光滑结构的分析 utwqP~  
)c<5:c
 
ma26|N5  
~x}=lKN  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 }+f@$L  
 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% >@d=\Kyu  
%!1:BQ,p,i  
jCbxI^3A  
7:T 5P  
5. 增加一个粗糙表面 f_Q_qckB%x  
+Gvf5+ 5VR  
hu qQ0  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 9Q%Fel.
  
 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。 N;\by<snN  
wXsA-H/`  
f8 M=P.jz  
7uRXu>h  
-xf=dzm)  
~3z10IG  
7nHlDPps)  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 C'}8  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 G l*C"V  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 t=ry\h{Pc  
!Hr +|HKQ?  
Fu(I<o+T-  
m:~s6c6H  
6. 对衍射级次效率的影响 cS ;hyLd  
1]v.Qu<  
q-}J0vu\K  
粗糙度参数： .HG0%Vp  
 最小特征尺寸：20nm l$Y7CIH  
 总的调制高度：200nm `7|v  
 高度轮廓 KyAQzN9  
ZUMzWK5Th  
_D(F[p|  
w]\O3'0Js  
#.%;U' #O  
 效率 TlZ|E '_C  
.)mw~3]  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 T;}pMRd%  
4jrY3gyB
X  
YXa^jFp  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm @$;"nVZ4v  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ^r$P&}Z\b  
PhM3?$  
m`-{ V<(M  
pFD L5  
 效率 W!z=AL{  
I/MYS5}
 
 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。 o$YL\ <qp  
O- &>Dc  
粗糙度参数： o%!a  
 最小特征尺寸：40nm
>+fet ,  
 总调制高度：200nm :\48=>   
 高度轮廓 Vo"\nj  
#f~#38_  
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FbHk6(/
)  
 效率 5>JrTO5  
O6;7'  
hHdH#-O:4"  
'zZN]P  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 #tdI;x3  
Jpws1~  
2rf-pdOvG  
粗糙度参数： }0|,*BkI m  
 最小特征尺寸：40nm zD-.bHo>.  
 全高度调制：400nm qv=i eU  
 高度轮廓 Z@ *^4Ve  
6<R!`N 6  
{KE858  
 效率 =\?KC)F*e  
e&E""ye  
Ylll4w62N  
Lu6!W  
S=ebht=  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 *K'(t  
Y|g8xkI}XB  
7. 总结 sC48o'8(  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 ; 7[
5%xM  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 4E}/{1  
 光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 }i./,  
 利用VirtualLab光栅工具箱，光栅表面的粗糙度可被加以考虑。因此，由于加工引起的结构差异产生的影响可被估算。 &mKtW$K` q  

经典，学下。。。，，