[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。 rvO+=Tk  
%.Y`X(g6/  
1. 建模任务 <(%uOo$  
]F#kM211  
T^>cT"ux_  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 @L7rE)AU.  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 @gk[sQ\O  
^jA^~h3(W  
2. 建模任务：正弦光栅 r?7^@  
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x-z方向(截面视图) t|_g O!w8  
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c+VUk*c3  
光栅参数： |.yRo_  
 周期：0.908um h2K  
 高度：1.15um c6.|; 4  
(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) VgL<uxq  
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3. 建模任务 ar%Rr"  
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J)f?x T*  
<L0_<T  
 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。 SM?<woY=*  
sj2+|>
 
 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。 >ZWm0nTr  
ps[rYy  
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$:/1U$  
4. 光滑结构的分析 7EUaf;d^  
)Q`<O  
DoA f,9|_  
U6"50G~u  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 4`B:Mq&j  
 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% u5,<.#EVY  
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{Gy_QRsp,  
p+Xz9A"  
5. 增加一个粗糙表面 q_)DY f7V}  
Q&7Qht:ea:  
LE"xZxe  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Y|bGd_j  
 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。 ~V4|DN[I  
Fej$`2mRH  
w1Kyd?~%]  
oz--gA:g  
F);C?SW"  
^;e`ZtcI  
08Gr  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 0td;Ag  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 qW9|&GuZ$  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 2
q>4nN  

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6. 对衍射级次效率的影响 D UeT  
H}X"yLog*  
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粗糙度参数： xxYFWvi  
 最小特征尺寸：20nm ft5Bk'ZJ  
 总的调制高度：200nm pa7fTd  
 高度轮廓 - >2ej4C  
.%o:kq@B  
H!N,PI?rn  
]pb3 Fm{  
p<YO3@B+  
 效率 'W)x<Iey1  
YV9%^ZaN7  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 >2ct1
_  
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V&G_B
u~  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm @#p4QEQA  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 1FuChd  
0x84 Ah)  
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 效率 M30_b8[Y_  
Z`[j;=[  
 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。 ]l4\/EW6  
@{j-B IRZ0  
粗糙度参数： 
K_xn>  
 最小特征尺寸：40nm .Xr_BJ _  
 总调制高度：200nm U6{ RHS[  
 高度轮廓 0\/7[nwS  
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TYp{nWwi  
nV'B!q  
 效率 sM4N`$Is23  
R,(^fM  
"l!"gc87  
Z|)~2[Roa  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 oY{*X6:6<  
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nC z[#t  
粗糙度参数： wH<S0vl  
 最小特征尺寸：40nm G"'DoP7p9  
 全高度调制：400nm sbgRl%  
 高度轮廓 Ih{~?(V$  
>$}nKPC,Y  
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 效率 ^s%Qt  
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Q_ $AGF  
H`fkds  
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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。 _ TUw
0:&  
aPWFb.JO4  
7. 总结 4*'NpqC(_  
 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)。 z\fk?Tj<ro  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 l_DPlY  
 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。 ]J~5{srq:  
 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。 &:Q""e!  
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