[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。 ~SRK}5E  
hc;8Vsa  
1. 建模任务 s8/y|HN^  
3b2[i,m<L  
IE|$mUabm  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 RHc-kggk!  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 fGtUr_D  
VNcxST15a  
2. 建模任务：正弦光栅 eJJD'Z  
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x-z方向(截面视图) <!s+X_^  
1]i{b/ 4  
As;@T$G  
光栅参数： *|T]('xwC  
 周期：0.908um R"9^FQ13  
 高度：1.15um D!- 78h
 
(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) W h^9 Aq  
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3. 建模任务 )oRF/Xx`g  
S}Q/CT?au  
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6{ql.2 Fa  
qBKRm0<W  
 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。 x9s7:F  
]b"Oy}ARW  
 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。 ]{Ytf'bG  
N<|_tC+ct  
1gwnG
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I$Bu6x!  
4. 光滑结构的分析 [zO:[i 7  
R;wq
 
[<+A?M=  
(|<e4HfZL  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 3~I|KF7x  
 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% 
,dTRM  
s\k4<d5  
\pXs&}%1,F  
b1(7<o  
5. 增加一个粗糙表面 QgZwU$`p0  
e'FBV[e  
1VlRdDg  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 &Hb;; Ic(  
 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。 G,#]`W@qhK  
HH-A\#6J  
G234UjN%  
b'!t\m  
qgT~yDm  
ZPktZ  
A{[joo  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 3C,G~)= x  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 $)1i)/]9U  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 yJCqP=  
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Nl[]8G};  
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6. 对衍射级次效率的影响 MX@t[{Gg9  
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粗糙度参数： LH=gNFgzt  
 最小特征尺寸：20nm Mbj{C  
 总的调制高度：200nm ,g.*Mx`-
 
 高度轮廓 
5`TbM  
i`m&X6)\j  
!e8OC9_x  
1ZL91'U  
'jw?XtG  
 效率 @%(Vi!Cv"R  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 HHT_}_?  
$pKlF0 .  
g*]hmkYe9  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm Vs[A  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 RcZg/{[{  
aG"j9A~ &  
?IKSSe#,  
q*L>MV  
 效率 }ZQ)]Mr  
DjyqQyq~  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 B]KR*  
}Y}f73-|  
粗糙度参数： v r=va5  
 最小特征尺寸：40nm 0}'xoYv f  
 总调制高度：200nm ;PS V3Zh  
 高度轮廓 oO0dN1/  
Wq5}SM  
M id v  
?z hw0  
 效率 ?/M:  
3V(]*\L  
VjI=5)+~  
B(p
xyv)  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 Z<wJ!|f  
i\zVP.c])*  
i;flK*HOZ9  
粗糙度参数： ww}4  
 最小特征尺寸：40nm `D%U5
Jb  
 全高度调制：400nm Wc*jTip  
 高度轮廓 &RJ*DAmL  
wtl3Ex,DO  
%O69A$Q[m  
 效率 .+07 Ui]I!  
K2XRKoG  
5@lVuMIYT  
oe'f?IY  
D-/q-=zd  
 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。 ^xyU*A}D  
W\c1QY$E  
7. 总结 >1}@Q(n/}{  
 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)。 7C&J88|\  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 V0l"tr@  
 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。 0.aIcc  
 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。 n5DS  

经典，学下。。。，，