[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。 J &{xP8uq_  
`(DJs-xD  
1. 建模任务 XV=S)  
O R #7"  
6>,# 6{?jl  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 %hINpZMr  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 sx5r(0Z  
EgNH8i  
2. 建模任务：正弦光栅 %LQ/q3?_  
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x-z方向(截面视图) O-PdM`mqW  
1,`H:%z%  
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光栅参数： <MdGe1n  
 周期：0.908um ,w2WS\`%  
 高度：1.15um @B`Md3$7
 
(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) I4D<WoU;dJ  
r5 yO5W  
3. 建模任务 wqy^8N[K]  
5/MED}9C(  
T'1gy}  
l}}UFEA^  
VVuR+=.&  
 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。 7>n"}8i  
&U"X$aFc  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 c+2%rh1  
L.B~ax.|Z  
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4. 光滑结构的分析 m^I,}1H4  
Zw$ OKU  
*)>do L  

5v9Vk`3'  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 `,Orf ZMb  
 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% .Yx_:h=u  
J%Mnjk^_\S  
HY)ESU !  
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5. 增加一个粗糙表面 \%5MAQS  
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2P9J' L  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 #w>~u2W  
 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。 )q3"t2-  
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uKa8c  
nQ=aLV+'  
Do*n#=  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 WRpyr  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 AyVrk
8G  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 4tJa-7  
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6. 对衍射级次效率的影响 nP
A@h  
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粗糙度参数： T20VX 8gX  
 最小特征尺寸：20nm pbn\9C/  
 总的调制高度：200nm MYdx .NZT  
 高度轮廓 sN/+   
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)^/0cQcJ  
 效率 D:E9!l'  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 cm@;*  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm Ceg!w#8Z,  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 +>YfRqz:KB  
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`&*bM0(J  
PC/!9s0W  
 效率 NQLiWz-q  
-[]';f4]M  
 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。 Jqfm@Y  
4/*q0M{}B  
粗糙度参数： i_l+:/+G+  
 最小特征尺寸：40nm 1"]P`SY$r  
 总调制高度：200nm oH-8r:{  
 高度轮廓 ~F[L4y!sL  
U Cb02h  
IZNOWX|Z;  
=NDOS{($  
 效率 5H !y46z  
hh"-w3+  
rt!r2dq"  
!%S4n  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 2\@Z5m3B  
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o|k.zy  
粗糙度参数： JN[0L:  
 最小特征尺寸：40nm PT]GJ<K/  
 全高度调制：400nm *g$i5!yM'  
 高度轮廓 `W5-.Tv  
O\Eqr?%L)  
wNDbHR  
 效率 @d&H]5  
vsMmCd)7U  
n=!uNu7  
GyC)EFd  
2wlKBSON  
 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。 ,8VU&?`<}  
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7. 总结 6/Y1 wu  
 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)。 G|4^_`-  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 4Z5#F]OA7  
 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。 };katqzEg  
 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。 O4|2|sA  
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