[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。 *n]f)Jc  

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1. 建模任务 7# !RX3  
9$<1<  
) oypl+y  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 4 q-/R  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ;YGCsLT<xt  
WZh%iuI{C  
2. 建模任务：正弦光栅 #LU<v  
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x-z方向(截面视图) r~2>_LK  
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Dt]N&E#\D  
光栅参数： )/87<Y;o  
 周期：0.908um ~9ZW~z'  
 高度：1.15um 'DeI]IeP  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) O%m\ Q1  
Z.QgL=  
3. 建模任务 2oBT _o%/J  
Z(h.)$yH*=  
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bfV&z+Rv-5  
 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。 IoAG!cS  
70Z#Ej  
 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。 iY[+BI:  
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U\'HB.P\  
4. 光滑结构的分析 |&49YQ  
3u,CI!  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 -xVp}RLT  
 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% KHO@"+  
(,`R>Dk  
Q4R*yRk
 
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5. 增加一个粗糙表面 (/qOY  
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-s6k't  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 _TbQjE&6  
 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。 UE\Z]t!  
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 m%s&$  
WeiDg,]e$b  
&02I-lD4+  
b0|;v-v  
fw3P?_4;*  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 7TU(~]Z  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 \?_M_5Nb  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 e0z(l/UB  
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6. 对衍射级次效率的影响 UTS.o#d  
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粗糙度参数： cp
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 最小特征尺寸：20nm p}e1!q;N  
 总的调制高度：200nm xg;I::hE7X  
 高度轮廓 ZJf:a}=h  
@>Bgld&vl  
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E' _6v  
UbDpSfub  
 效率 4Q17vCC*n  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 q|zips,  
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roM!%hb  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm HT%'dZ1  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 =1r
!'<"h  
K6EG"Vv!  
S&J>15oWM`  
5q,ZH6\ {  
 效率 OB4nE}NO  
[[7=rn}@<  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 H8!
)zZ  
[pxC3{|d$  
粗糙度参数： BVzMgn;  
 最小特征尺寸：40nm _Kwp8_kTr  
 总调制高度：200nm (.pi,+Ws  
 高度轮廓 =/e
$Rp  
t2LX@Q"  
N`J]k B7  
mW=9WV  
 效率 Tf40lv+{  
=Cc]ugl7-  
q:MSV{k  
_;mA(j  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 uk9!rE"  
u?rs6A[h#  
nrV!<nNBk  
粗糙度参数： #h}a   
 最小特征尺寸：40nm 4TRF-f  
 全高度调制：400nm {,B.OM)J  
 高度轮廓 B:96E&  
kB9@ &t+  
NjbIt=y  
 效率 MxDqp;  
L/?jtF:o  
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10,  
jG`,k*eUrJ  
a0&L,7mu<'  
 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。 $ftxid8  
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7. 总结 ]E$bK  
 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)。 *?pnTQs^  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 cD t|v~  
 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。 k=4C"   
 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。 t|m=X  
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