[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。 VjnSi  
WP>O7[|  
1. 建模任务 q&M;rIo?  
MVCCh+,GI  
qm '$R3g  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 $~-j-0 \m  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 /j^zHrLN  
EZHEJW'JnE  
2. 建模任务：正弦光栅 J@5 OZFMZ  
XkD_SaL}  
x-z方向(截面视图) upJishy&I  

A~6 Cs
 
h~1QmEat  
光栅参数： {Xp.}c  
 周期：0.908um lN&GfPP6  
 高度：1.15um VMHY.Rf  
(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($_#H  
'-x%?Ll  
3. 建模任务 ~% c->\Q  
4 A<c@g2  
zPXd]jIwV  
ks;%f34  
=_86{wlk  
 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。 #i,O "`4  
#-W5$1  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 KV6S-  
NX;&V7  
; YRZg|Zw  
MnQ_]cC  
4. 光滑结构的分析 1
Y`MJ\9  
Z/x1?{z  
HI?>]zz|  
e,BJD>N ?  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 HfF$>Z'kM  
 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% $X?V_K;9/  
|j+~Td3})&  
zk]~cG5dT/  
Hke\W'&  
5. 增加一个粗糙表面 2
6**tB<  
L_~G`Rb3  
c~ SI"  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 {)y4Qp  
 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。 lDpi1]2  
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c1^3lgPv  
u"%fz8v  

m"DMa  
#&Ee5xM=  
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)。 `et<Z  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 _=]
FJhO  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 #59zv=  
8M|Q^VeT,1  
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PjHm#a3zg%  
6. 对衍射级次效率的影响 6yb<4@LOb  
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I<y^]2{  
?]z ._I`E  
粗糙度参数： 0#JBz\  
 最小特征尺寸：20nm
kD>vQ?  
 总的调制高度：200nm KkY22_{ac  
 高度轮廓 pr"flRQr#  
1<83MO;  
$W]bw#NH  
CmTJa5:  
dUZ&Ty^{  
 效率 |#wz)=mD  
Ba6xkEd  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Pz 'Hqvd  
J[
l K  
zvD5i,I  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm m%&B4E#3T  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 +[ zo2lBx  
C#Jj;Gd  
9:>K!@  
rx/6x(3  
 效率 m5Kx}H~  
[7V]=] p  
 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。 i`qh|w/b_  
YLGLr@:q  
粗糙度参数： TTpF m~?(  
 最小特征尺寸：40nm .Dm{mV@*T  
 总调制高度：200nm -
+>am?  
 高度轮廓 BXY'%8q _a  

_SqrQ  
;Y\,2b, xh  
0^[6  
 效率 #F@7>hd1  
1*h7L<#|mQ  
sXxO{aeev  
"+&<Qd2  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 mQd?Tyvn  
w C"%b#(}  
P{18crC[1  
粗糙度参数： k6BgY|0gC  
 最小特征尺寸：40nm <.ky1aex7  
 全高度调制：400nm *q{UipZbx  
 高度轮廓 qgNK!(kWpr  
L ]c9
 
cmI#R1\  
 效率 0 ,-b %X  
}c%y0)fL
 
W<"\hQI  
T"U t).  
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 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。 m1
2B:f  
Phu| hx<  
7. 总结 -::%9D}P|  
 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)。 "'Uk0>d=_I  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 sdQv:nd'R  
 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。 c ?XUb[  
 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。 h>0<@UP  
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