[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。 f?r{Q  
#kk5{*`  
1. 建模任务 #_Zkke~{  
eiCmd =O7  
~Ede5Vg!!2  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 :IX,mDO  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 l,6' S8=  
U;A,W$<9  
2. 建模任务：正弦光栅 (}5};v  
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x-z方向(截面视图) *k,{[b  
O2":)zU.  
r $[{sW  
光栅参数： K8
/jfm  
 周期：0.908um Ey.%: O-Dv  
 高度：1.15um Scug wSB  
(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) X(O:y^sX}  
a ]:xsJ~  
3. 建模任务 B8unF=u  
7^V`B^Vu  
'0^lMQMg  
EL%Pv1  
8>G5VhCm~o  
 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。 1Vkb}A,'  
)gz]F_  
 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。 D^xg2D  
qu.AJ*  
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4. 光滑结构的分析 ?VCp_Ji  
~1XC5.*-  
lD'^6
 
xi=0kO  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 (/^?$~m"  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% ?^J%S,  
RD0*]4>]  
mN l[D  
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5. 增加一个粗糙表面 k{'<J(Hb  
GDs/U1[*  
7Le-f  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 d04gmc&*  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 Xgl %2'  
P)LQ=b}V#;  
qW*k|;S  
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A k~|r#@  
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;dtA-EfOZ  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 <pXOE-G5  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 9=FH2|Z  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 'K}2m  
|9F-ZH~6  
,<C~DSA
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6. 对衍射级次效率的影响 unRFcjEa  
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粗糙度参数： APJFy@l}  
 最小特征尺寸：20nm cmYzS6f,7  
 总的调制高度：200nm s0CDp"uJY  
 高度轮廓 [,;O$j}  
Y9 Bk$$#\  
YE:5'@Z  
hhhxsGyv  
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 效率 [w-# !X2y  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 !s !el;G  
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E(z|LS*3  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm (LMT'  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 [g}
0.J`_  
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U]B-B+
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Ji1#>;&  
 效率 ' QjJ^3A  
pcQkJF  
 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。 0W_u"UY$c  
~0o>B$xJ  
粗糙度参数： ooCfr?E  
 最小特征尺寸：40nm ~$rSy|19  
 总调制高度：200nm c>T)Rc  
 高度轮廓 ]GsI|se  
<]_[o:nOP  
D{qr N6g#  
Zlt,Us`  
 效率 z5D*UOy5M  
V}~',o<m  
g $^Yv4  
hSN38wy  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 YN7OQqa  
" YOl6n  
U7e2NES  
粗糙度参数： 3qDbfO[  
 最小特征尺寸：40nm )c 79&S  
 全高度调制：400nm rJB/)4 mE  
 高度轮廓 Z.rhM[*+0C  
5`lVC$cP  
(^_INy*  
 效率 |Ho} D~  
(yeWArQ  
L)S V?FBx  
K(?p]wh  
\.GA"_y  
 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。 "ub0}p4V  
gNkBHwv  
7. 总结 '$z@40u  
 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)。 yt
V[x  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 x2/ciC  
 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。 8o).q}>&  
 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。 6\VZ6oS  

经典，学下。。。，，