[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。 ,"!P{c  
$S0eERga  
1. 建模任务 Ood'kAH1B  
7,N>u8cTh  
Fl^}tC  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 hf1f  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 "x$RTuWA9  
Kzd`|+?'`M  
2. 建模任务：正弦光栅 -j 6U{l  
] x_WO_  
x-z方向(截面视图) \PB~6  
ii:h E=  
#815h,nP+  
光栅参数： (SlrV8;  
 周期：0.908um De*Z UN|<  
 高度：1.15um (mJqI)m8  
(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) tT;=l[7%  
"wPFQXU  
3. 建模任务 G;%Pf9o26  
fuxBoB  
\KaWR  
O}!L;?  
3eg<)  
 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。 D~xUr)E  
hC.7Z]  
 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。 wZECG-jr/  
2\z
"6  
Eqg(U0k0  
RJ_ratKN*g  
4. 光滑结构的分析 &!{wbm@  
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!$>d75zli  
nJ|8#U7  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 2b]'KiX  
 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% $e|G#mMd-  
7FVu[Qu  
qYW{$K  
u|=G#y;3  
5. 增加一个粗糙表面 Oifu ?f<r  
1a)NM#  
KsGSs9  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 22|f!la8n  
 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。 OjCT*qyU<  
+OF(CcA^  
Es kh=xA {  
%TUljX K}  
FG~p_[K  
2oAPJUPOJ  
PiZt?r?5w|  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 Jr18faEZw  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 KLXv?4!  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 hltH{4  
| %af}# FQ  
qphN  
6-#f1D 6  
6. 对衍射级次效率的影响 A>$VkGo  
Ou; ]>FJ  
&tKs t,UR8  
粗糙度参数： IC9:&C[  
 最小特征尺寸：20nm ke~O+]  
 总的调制高度：200nm 'jeGERMr'  
 高度轮廓 cW,wN~  
O!z
H5  
sb_
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g?M\Z";  
0z."6r  
 效率 pN&Dpz^  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 KMznl=LF  
e(BF=gesgp  
2"nd(+QH  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm _{,e-_hYM  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 Tn/ 3`j {  
4D[W;4/p  
+J$[RxQ#  
3bpbk  
 效率 C$)#s{*  
qSMSTmnQ  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 kAf:_0?6  
PF@<>NO+W  
粗糙度参数： /wI$}X5o~  
 最小特征尺寸：40nm ~LHG  
 总调制高度：200nm f6^H Q1SSt  
 高度轮廓 Gy 'l;2  
R|8)iW^  
F%6al,8P  
9wC q  
 效率 G[6V=G  
6{
}]QvR  
*gu~7&yoP  
j$zw(EkN  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 F)lDK.  
%`HAg MgP  
fT/;TK>z>  
粗糙度参数： k5=0L_xc  
 最小特征尺寸：40nm ;-@^G 3C:  
 全高度调制：400nm 2@1A,  
 高度轮廓 (2QFwBW]  
Kw&J<H  
6I72;e^!  
 效率 .!,T>:R  
#=5/D@  
\8=>l?P  
`*8p T  
zhKb|SV  
 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。
@1gX>!  
S!2M?}LU  
7. 总结 lEANNu  
 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)。 yFshV\  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 >"{3lDyq-  
 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。 :U0z;  
 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。 W7S`+Pq  
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