[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。 d4A3DTW  
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1. 建模任务 d$v{oC}  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 wm/>_  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 <F+9#-  
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2. 建模任务：正弦光栅 @wW)#!Mou  
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x-z方向(截面视图) E0"DHjR  
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光栅参数： (r$QQO)/  
 周期：0.908um ?XO}6q<tM  
 高度：1.15um f`_6X~
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(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) k{pn~)xg  
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3. 建模任务 }o9(Q8  
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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。 }}~ t!/x  
p|R]/C0f  
 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。 DqlspT  
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CiC@Z,ud`  
wvg>SfV,e  
4. 光滑结构的分析 s h^&3}  
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dG'5: ,n/  
Qv:J#uVw?O  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 y{1|@?ii  
 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% cLCzLNyKl  
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1dX)l  
5. 增加一个粗糙表面 d
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 _K|513I  
 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。 >l|dLyiae  
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_gi?GQj  
&li&P5!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)。 e8<[2J)P&  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 gEQevy`T%c  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 R^F\2yth-  
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NX4}o&mDwn  
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6. 对衍射级次效率的影响 [sH[bmLR  
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粗糙度参数： J#'+&DH  
 最小特征尺寸：20nm Gr?[s'Ze  
 总的调制高度：200nm Bn_@R`  
 高度轮廓 2KC~;5  
,l_n:H+"F  
Dx<CO1%z-  
v J.sa&\H  
l+1GA0'JP  
 效率 N/fH%AtM  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 &D 4Ci_6k  
+#!! 'XP  
wFJ?u?b0Q  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ij=}
3;L_!  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 0jN?5j  
Z[{: `  
8L7ZWw d  
qSWnv`hL  
 效率 :h+gSvn:  
"*E%?MG  
 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。 "cUCB  
\kGi5G]  
粗糙度参数： Qm X(s  
 最小特征尺寸：40nm :3x|U,wC  
 总调制高度：200nm ,,>b=r_r&  
 高度轮廓 G:2m)0bW  
&LS&O  
E5<}7Pt  
d?/?VooU  
 效率 75V?K  
2$O@T]  
V3u[{^^f  
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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。 0#rv.rJ{  
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粗糙度参数： 2I#4jy/g  
 最小特征尺寸：40nm *SX'Or,  
 全高度调制：400nm v@0lTl_  
 高度轮廓 w8Mi:;6  
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t4H@ZvAH0  
 效率 R;_U BQ)  
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'V5^D<1P  
 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。 KGclo-,  
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7. 总结 "3*Chc  
 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)。 Xh
/i5}5 t  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 j3bTa|UdT  
 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。 64^dy V,;  
 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。 Ab<4F7  
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