[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。 <_Z:'~Zp  
Vwk#qgnX  
1. 建模任务 U6E\AvbRn  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 lKWPTCU  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ".^VI2T  
8K(Z0  
2. 建模任务：正弦光栅 7/7Z`  
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x-z方向(截面视图) "tFxhKf  
W[EKD 7  
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光栅参数： qd3Q}Lk  
 周期：0.908um Twn4
lG4~  
 高度：1.15um .itw04Uru  
(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) Lip4)Y [  
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3. 建模任务 2(5ebe[
 
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 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。 z'T)=ycT  
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 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。 oh#\]c\f  
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4. 光滑结构的分析 }neY<{z  
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(/35pg6\  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 bf
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 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% *
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5. 增加一个粗糙表面 N('&jHF  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 J:V?EE,\-  
 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。
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 13taFVdU  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 kc0E%odF.v  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 #%DE;  
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6. 对衍射级次效率的影响 AK@9?_D  
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粗糙度参数： Bve.C  
 最小特征尺寸：20nm .V,@k7U,V  
 总的调制高度：200nm
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 高度轮廓 d3xmtG {i  
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 效率 4<BjC[@~Z{  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 <7~'; K  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ui?  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 5 sX+~Q  
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'dn]rV0(C  
Hl,W=2N  
 效率 m;,N)<~  
?32&]iM oW  
 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。 7<*yS310
 
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粗糙度参数： j:v@p
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 最小特征尺寸：40nm ?{[ v+t#  
 总调制高度：200nm |!4K!_y  
 高度轮廓 +{oG|r3L  
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 效率 XuFYYx~ ^3  
K|[*t~59  
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JJN.ugT}1  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 p
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粗糙度参数： 'DCTc&J['  
 最小特征尺寸：40nm 3ca (i/c  
 全高度调制：400nm ~UP[A'9jJ  
 高度轮廓 _z|65H  
>G25m'&,7  
gi1^3R[  
 效率 ;@oN s-  
W:pIPDx1=!  
cQ R]le%(  
VAHh~Q6 ;e  
a.k.n<  
 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。 P/W XaE4  
!$gR{XH$]  
7. 总结 Yi.N&&o  
 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)。 I&x=;   
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 [1Qo#w1  
 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。 inMA:x}cF1  
 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。 SE1=
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经典，学下。。。，，