[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。 S4Q fx6:~h  
RM3"8J  
1. 建模任务 r`\6+Ntb.  
Q)/oU\  
Q,LDn%+;B*  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 W^,(w
e  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 (|2:^T+  
}~#Tsv  
2. 建模任务：正弦光栅 YlC$L$%Zd.  
o.g)[$M8cF  
x-z方向(截面视图) z.T>=C  
[BTOs4f  
8b[<:{[YB  
光栅参数： adn2&7
H  
 周期：0.908um +zg3/C4 S  
 高度：1.15um rqWD#FB=z  
(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) gSk0#Jt  
Kgw,]E&7  
3. 建模任务 %BwvA_T'Q  
<{cf'"O7)  
M^&^g  
{O!B8a   
W_L;^5Y;m  
 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。 v
;nnr0;  
cz41<SFL
 
 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。 3kavzB[  
tiPZ.a~k  
j" 5 +"j  
<xlyk/  
4. 光滑结构的分析 FL[,?RU?2  
-`CE;  
nC}Y+_wo0  
P]0/S  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 2Ah B)8bG  
 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% ATF>"Ux  
(&1565  
J(5#fo{Q.g  
Sg< B+u\\  
5. 增加一个粗糙表面 &S=xSs:q.  
S@@#L  
2-%9k)KH  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 fp?/Dg"49.  
 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。 }BWT21'-Y  
H}cq|hodn  
0"l`M5-KP  
(z:qj/|  
GE*%I1?]  
 ^+wA,r.  
1nR\m+{  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 39bw,lRPV  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 TR9dpt+T  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 skF}_  
s]pNT1,  
y=2nV  
m>f8RBp]'  
6. 对衍射级次效率的影响 t]hfq~Ft  
+t8#rT ^B  
FK@Gd)(  
粗糙度参数： 0.&-1pw  
 最小特征尺寸：20nm dN@C)5pm5`  
 总的调制高度：200nm tu^C<MV  
 高度轮廓 \;1nEjIA  
@CS%=tE}U  
Pp.]/;  

3b/J  
J;N\q  
 效率 L0qL\>#ejr  
Q[9W{l+  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响  = Atyy  
eMtQa;Lc9o  
x$z>.4  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ZyV^d3F@$  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 +o]J0Gu  
GHQm$|3I  
)3ZkKv;zY  
!$p E=~1C  
 效率 kBtzJ#j
B  
8{)N%r  
 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。 ,4r 4 <  
#&Rx?V  
粗糙度参数： 1]"S?  
 最小特征尺寸：40nm ri49r*_1  
 总调制高度：200nm AG|:mQO  
 高度轮廓 v?l*jr1-2  
|=[._VH1  
cvC 7#i[G  
4Mox
P  
 效率 <CWOx&hr  
$49;\pBZl  
4$+/7I \  
_ Gkb[H&RZ  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 SP4(yJy&  
Y?%=6S  
bp'\nso/  
粗糙度参数： k/i&e~! \  
 最小特征尺寸：40nm >6|Xvtf  
 全高度调制：400nm FAq9G
-\B  
 高度轮廓 >gDKkeLD  
f.:0T&%G  
PJAM_K;  
 效率 [j?<&^SW  
]?_V+F  
>:0^v'[  
fr&K^je\  
cXNR<`   
 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+CK+m   
$PMD$c  
7. 总结 OpmPw4?}  
 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)。 QEP|%$:i  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 8-9<r  
 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。 [x0*x~1B  
 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。 G4%dah 5  

经典，学下。。。，，