[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。 TZ]Gl4@  
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1. 建模任务 gV>\lMc[-%  
bg. KkJMrR  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 }Q(I&uz  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 %),O9*[9  
~ ?_Z!eS  
2. 建模任务：正弦光栅 %NoZf^?  
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x-z方向(截面视图) bW3o%
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p=T\3_q  
光栅参数：
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 周期：0.908um daNIP1Qn  
 高度：1.15um 2DQC)Pe+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) iKKWn*u  
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MC]-T  
3. 建模任务 ) O^08]Y g  
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jX,~iZ_B  
 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。 0g)mf6}o  
VlNzm  
 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。 =Z
$6+^L  
Xy<KvFy  
;OyM~T gI  
V(0[QA  
4. 光滑结构的分析 ylJlICK  
a{,t@G  
[J3;U6  
6w,xb&S  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 y}`%I&]n  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% Ymvd=F   
bhYaG i0  
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*k$&Hcr$  
5. 增加一个粗糙表面 Q+dI,5YF  
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df\>-Hl  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ?H?r!
MZ%  
 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。 DdgFBO  
Q4*cL5j  
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ZC-
N4ESr  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 }J`Gm  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 2XpGgG`2`C  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ".4^?d_^VF  
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6. 对衍射级次效率的影响 v\C+G[MV7  
7Cjrh"al"  
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粗糙度参数： 7;{F"/A  
 最小特征尺寸：20nm jF8ld5|_|  
 总的调制高度：200nm ImVe71mh  
 高度轮廓 k6\c^%x  
LTHS&3%2  
i%2K%5{)$D  
COafVlJ,l  
Tj:F Qnx  
 效率 2~ a4ib  
JI(|sAH  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 )uP= o  
 "(xu  
78wcMQNX9  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm kQ+5pFo3  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 04:Dbt~=?p  
|u[gI+TUE  
^.Q),{%Xo  
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 效率 Zh$Z$85p  
r|+Zni]  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 &*iiQ3  
Rk<:m+V=  
粗糙度参数： A|^?.uIM  
 最小特征尺寸：40nm +7w>ujeeJA  
 总调制高度：200nm ]@EjKgs  
 高度轮廓 53A=Ogk8S  
\c)XN<HH  
|d$aISO`  
vs+N{ V  
 效率 0#G"{M  
Z:}^fZP  
K^+B"  
S1."2AxO  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ocvBKsfhE`  
A<&9  
x=k$^V~  
粗糙度参数： v-o/zud]]  
 最小特征尺寸：40nm W!g ,  
 全高度调制：400nm Z6I!4K  
 高度轮廓 \hz)oC  
Z'E@sc 9  
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 效率 f' eKX7R  
D~<GVp5T  
(/^&3xs9  
DE[y&]/C{  
>z2{D7  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 |R4](  
cWi2Sls  
7. 总结 UCQL~  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 (L\tp> E-  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ^0 t`EZ$  
 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。 wGB'c's*  
 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。 eWFlJ;=  
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