[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。 5 %q26&  
CJ&0<Z}{m  
1. 建模任务 `w]=xe  
0,nDyTS^  
^l ~i>:V  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 *:3flJt  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 vKDRjrF-  
U=p,drF,A  
2. 建模任务：正弦光栅 %?_pSH}$!  
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x-z方向(截面视图) 8MM#q+8  
J(h=@cw  
CfoSow-  
光栅参数： 2Q)"~3  
 周期：0.908um R|ViLty  
 高度：1.15um 1/3Go97/qV  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) |SZRO,7x  
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3. 建模任务 f$NudG!S  
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 Jt.dR6,  
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 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。 IR?ICXmtx  
HjbC>*  
 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。 =E8lpN'  
OA_:_%a(  
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[P]zdw w#  
4. 光滑结构的分析 ddmTMfH  
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4WG~7eIgy  
} '.l'%  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 wLPL9  
 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% :t8(w>oW  
{ ,/mQ3  
KcglpKV`  
&7!&]kA+  
5. 增加一个粗糙表面 8xs[{?|:  
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V{p*N*  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 H2l/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。 XL>cTM  
h!?7I=p~#  
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bX:Y5o49  
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,`v)nwP  
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p`wIe6  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 3k py3z[%  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 O6NgI2[O  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 V.vA~a  
!Low%rP  
t8DySFT  
.p NWd  
6. 对衍射级次效率的影响 fpJM)HU  
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粗糙度参数： Xp@8vu  
 最小特征尺寸：20nm 1{i)7:Y  
 总的调制高度：200nm "Kx2k>ym  
 高度轮廓 #;sUAR?]  
Gx ci  
&^3KF0\Q  
0OO$(R*  
s+&Ts|c#  
 效率 aT1T.3 a  
p\T9q  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 3^AycwNBA  
++n"` ]o,  
7\m.xWX e  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm -\6nT'P  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 f_a.BTtNO  
X~|P  
bfy `UZr  
"~jSG7h  
 效率 S`HshYlE q  
p?(w!O  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 iU3)4(R  
B7r={P!0  
粗糙度参数： M:x?I_JG8  
 最小特征尺寸：40nm os6p1"_\f  
 总调制高度：200nm n!=%MgF'*p  
 高度轮廓 Ylbh_ d~BU  
;/+VHZP;  
"Y0:Y?Vz"  
KNT(lA0s  
 效率 ?mKj+Bk2  
qj*IKS  
F[PIo7?K  
59K%bz5t  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 AZ' "M{wiI  
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[0|g3K!A  
粗糙度参数： .w5#V|  
 最小特征尺寸：40nm )9'eckt  
 全高度调制：400nm F02S(WWo;  
 高度轮廓 lF-;h{   
ZqKUz5M4  
|Y'xtOMX  
 效率 KV1zx(WI  
tY$ .(2Ua  
7oY}=281  
&_X6m0z  
v_Om3i9$E  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 T' O5>e  
gQy{OU  
7. 总结 GE4d=;
5  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 NJJsg^'  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 0Yz &aH  
 光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 <3\t J  
 利用VirtualLab光栅工具箱，光栅表面的粗糙度可被加以考虑。因此，由于加工引起的结构差异产生的影响可被估算。 z_fR?~$N2  
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