[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。 ynP^|Ou  
Wt8;S$!=R  
1. 建模任务 +#&2*nY  
D\*raQ`n  
HLk}E*.mC  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 m} Yf6:cr  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 zac>tXU;  
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2. 建模任务：正弦光栅 [&+wW  
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x-z方向(截面视图) zT_{M qY  
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n4Q!lJ  
光栅参数： cE]tvL:g  
 周期：0.908um T w"^I*B  
 高度：1.15um ,3fw"P$  
(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) IUu[`\b=  
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3. 建模任务 >xP
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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。 MHxv@1)K|Y  
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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。 sBRw#xyS  
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|L`w4;  
4. 光滑结构的分析 6x[gg !;85  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 38Wv&
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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% rm"bplLZA  
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5. 增加一个粗糙表面 W"wP%  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 uOW9FAW  
 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。 39m#  
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Y(;Qo  
sKHUf1   
,GR(y^S  
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7 v`Y*D  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 p=7kFv  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 9B*SWWAj  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 q"]-CGAa  
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6. 对衍射级次效率的影响 wF38c]r`\<  
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粗糙度参数： jRq>Sz{8  
 最小特征尺寸：20nm C{Npipd}v  
 总的调制高度：200nm eKLxNw5  
 高度轮廓 U15Hq*8Z  
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 效率 y< 146   
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 *(r85lEou)  
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\8F$85g  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm qtgj"4,:`  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 :.sK:W("v  
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 效率 !5=3Y4bg1  
fh,Y#.V`  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 ][_:{ N/  
7 H<_ wW  
粗糙度参数： rtUdL,Hx  
 最小特征尺寸：40nm Z"E+ TX  
 总调制高度：200nm ;l?>+m@H  
 高度轮廓 St&XG>nWS  
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8K1+ttjm  
 效率 0e/~H^,SQ  
ExnszFX*  
\3Xt\1qN4  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 1bvL  
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粗糙度参数： 5Pv>`E2^  
 最小特征尺寸：40nm n}._Nb 5  
 全高度调制：400nm KXdls(ROP  
 高度轮廓 bg 7b!t1F  
Ya,>E@oc  
P3N f<  
 效率 |r3eq4$Am  
Rhr]ML  
xi|iV1A  
<Ojf&C^Z  
.0s/O  
 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。 'rd{fe_g!  
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7. 总结 oR3$A :!P=  
 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)。 eJ?SLMLY  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 JbG+ysn  
 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。 8BWLi5R[  
 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。 ?{^T&<18t  

经典，学下。。。，，