[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。 xMFEeSzl>S  
W6V((84(O  
1. 建模任务 y-mjfW`n  
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5. +_'bF|  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 8LUl@!4b  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 \w)ddc!ZS  
 7MQxW<0  
2. 建模任务：正弦光栅 XC4wm#R  
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x-z方向(截面视图) Cm9#FA  
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光栅参数： XHh*6Yt_ (  
 周期：0.908um @?bY,  
 高度：1.15um ]rji]4
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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) C]Q}HI#G  
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3. 建模任务 g1@rY0O  
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M,<UnAVP-  
Ezr q2/~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。 \cK#/;a#  
~Gl5O`w(  
 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。 #X2wy$GTG  
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4. 光滑结构的分析 8Z3:jSgk  
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`W.g1"o8W4  
wV\G$|Y  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 X6xs@tgQ  
 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% [}dPn61  
FcyFE~>2  
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5. 增加一个粗糙表面 Q=Liy@/+!  
S3&n?\CO:  
lv+: `  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 H3( @Q^9  
 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。 )>@%;\qV  
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NDJP`FI  
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t<"%m)J  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 4gZ)9ya  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 RwhKW?r+  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 2w fkXS=~6  
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6. 对衍射级次效率的影响 bz.sWBugR  
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粗糙度参数： U2CC#,b!(  
 最小特征尺寸：20nm 7spZe"  
 总的调制高度：200nm @!^Y_q  
 高度轮廓 + WT?p]  
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ZrB(!L~7  
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6C/Pu!Sx?  
 效率 VF g(:  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Wr-I~>D%_  
DuLl"w\_@  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm j8aH*K-l{  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 #g'j0N  
5sNN:m  
i:jns>E  
[f}`reRlZ  
 效率 \S&OAe/b  
RxNLn/?d@  
 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。 r$Ni>[as  
F{rC{5@fj  
粗糙度参数： o-JB,^TE  
 最小特征尺寸：40nm G(BSe`f  
 总调制高度：200nm 2p4iir  
 高度轮廓 ;Sg,$`]  
8kvA^r`  
fxmY,{{  
DiGHo~f  
 效率 xM@s`s|n  
OR37  
0d1!Q!PH3  
#lMC#Ld  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 &N]e pV>  
u%Mo.<PI  
Onou:kmf1  
粗糙度参数： _dW#[TCF  
 最小特征尺寸：40nm 5evk
_f  
 全高度调制：400nm ,~DKU*A_~  
 高度轮廓 _~*j=XRs  
72_+ b  
ydj*Jy'  
 效率 5NhAb$q2Y  
S9ic4rcd  
ovdaK"q2  
o6:bmKWE  
'Yh`B8  
 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。 YB!f=_8  
RGkV%u^  
7. 总结 eW8{],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)。 \(;u
[  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 =#[t!-@  
 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。 S%B56|'  
 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。 mAET`B "  
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