[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。 MLWHO$C~T  
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w@Q~  
1. 建模任务 LL(x

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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 L"bJ#0m  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 XG/xMz~  
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2. 建模任务：正弦光栅 q|D5 A|)  
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x-z方向(截面视图) '3l TI  
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光栅参数： Q VTL}AT2:  
 周期：0.908um Ce}`z L  
 高度：1.15um c<$<n  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) WN'AQ~qA  
U?0|2hR~  
3. 建模任务 G)7U&B  
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A%8 Q}s$<s  
XJ<"S p  
0/Q_% :  
 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。 ='m$O  
SxRJ{m~  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 &BPYlfB1  
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A^OwT#  
4. 光滑结构的分析 |}G"^r  
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W3.[d->X  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 =!\Nh,\eQ  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% +VUkV-kP  
y[ dBmTY  
p'h'Cz  
X?_rD'3  
5. 增加一个粗糙表面 Usf@kVQ  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 E22o-nI?1  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 |Rfj 0+  
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UPfE\KN+p#  
E/:U,u{  
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2y!n c%  
rp@:i _]  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 nd'D0<%  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 E^-c
,4'F  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 !BoGSI  
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0C<\m\|~k  
6. 对衍射级次效率的影响 _`?0w#>0  
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粗糙度参数： q2%cLbI F  
 最小特征尺寸：20nm 5HbHJ.|r  
 总的调制高度：200nm Vl^x_gs#_]  
 高度轮廓 uc,>VzdB  
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B!&5*f}*  
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 效率 ]xvA2!)Q  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 R2)@Q  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm u(Mbp$R'?  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 aqSOC(jU  
1EV bGe%b  
L\4rvZa  
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 效率 !{l% 3'2  
?w/p9j#  
 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。 5]
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粗糙度参数： 0L>3i8'  
 最小特征尺寸：40nm EeYL~ORdi  
 总调制高度：200nm WoXAOj%iW  
 高度轮廓 `v?hL
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 效率 0j$=KA  
nDn+lWA=g  
4<s;xSCL  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ~;(\a@ _  
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粗糙度参数： )nHMXZ>Td  
 最小特征尺寸：40nm 7b1 yF,N  
 全高度调制：400nm w(HVC  
 高度轮廓 Ow-ejo  
Yh]a4l0  
%>K(IRpMW  
 效率 ` ,T.  
pRfKlTU\  
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Cnpl0rV~5  
JSg=9p$  
 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。 ;FlDRDZ%  
A]"6/Lr9P  
7. 总结 ,8*A#cT B  
 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)。 2\{/|\  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 O4-#)#-)S~  
 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。 Wda?$3!^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。 x6>WvFZ  

经典，学下。。。，，