[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。
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[0$Y@ek[  
1. 建模任务 =S,^"D\Z:  
KE_Ze\P  
Ua4} dW[w  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 -{?Rq'H  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 n(L {2r  
Uvp?HZ\Z  
2. 建模任务：正弦光栅 ]TQjk{X<  
Cfi5r|S  
x-z方向(截面视图) =~)n,5  
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-M4#dHR_!  
光栅参数： V}("8L  
 周期：0.908um /Wa+mp  
 高度：1.15um #Xc~3rg9  
(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({kmR  
$8s&=OW  
3. 建模任务 ^m~=<4eX  
z}5XLa^  
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(HEjmQjE  
,?}TSJKC  
 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。 0Bll6Rd  
wz ,woF|  
 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。 ~DSle 3  
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o,d:{tt  
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4. 光滑结构的分析 !U91  
\(u P{,ML  
tlW}lN}  
Gce![<|ph  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 zd}"8  
 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% ^t| %!r G  
I;No++N0  
;gF"o5/Q  
aW"BN 5eM>  
5. 增加一个粗糙表面 qRr;&M &t_  
{5,CW  
wy7f7zIa  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 5nk]{ G> V  
 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。 /u?^s "C/  
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w|NLK
 
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 rK"x92P0  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 se_1wCYz  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ZM\Z2L]n  
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6. 对衍射级次效率的影响 `}18A.K  
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粗糙度参数： Qax=_[r  
 最小特征尺寸：20nm 0DGXMO$;  
 总的调制高度：200nm :X+7}!Wlo  
 高度轮廓 _/hWz
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)!3sB{
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'v?Z~"w=  
<5=^s%H  
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 效率 .|!Kv+yD  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 dtJ?J<m}  
>Ka}v:E  
K;Fy&p^d  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm G8j$&1`:
 
 总调制高度：400nm 高度轮廓 T$!. :v  
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 效率 dxsPX=\:  
Dz8)u:vRS  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 +hGr2%*0f  
`C$.  
粗糙度参数： X$)<>e]!>  
 最小特征尺寸：40nm )ui]vS:>  
 总调制高度：200nm `-IX"rf  
 高度轮廓 (*F/^4p!$  
mSr(PIH{\  
l%L..WCT]  
:A"GOc,  
 效率 'Y`or14E  
jhg0H2C8  
/GRkQ",  
FbhF45H  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 |U)M.\h  
E0G"B'x  
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粗糙度参数： l]C#bL>i  
 最小特征尺寸：40nm opc`n}Fc  
 全高度调制：400nm h8'
`g 0  
 高度轮廓 b"iPuN!p  
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E+)3n[G  
 效率 R.^ Y'TLyc  
Qq+$ea?>  
B:;$5PUTc  
u7L&cx  
SJ8Ax_9{q  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 ,v,#f .  
grrM[Y7#~b  
7. 总结 F=EG#<@u  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 *MC+
i$  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 4MUN1/DId`  
 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。 %W` }  
 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。 07b=Zhh  

经典，学下。。。，，