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infotek 2021-11-23 13:12

受粗糙光栅表面影响的光栅级次效率分析

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。 8wII{FHX  
`s`C{|wv  
1. 建模任务 ?L@@;tt  
Pknc[h},  
OQ(D5GR:4  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 cGE=.  
 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 (S  k#x  
zb5N,!%r  
2. 建模任务:正弦光栅 -]Q(~'a  
n$XdSh/   
x-z方向(截面视图) sn-)(XU!  
J;UBnCg  
K DYYB6|  
光栅参数: k]?z~p  
 周期:0.908um JBR[; zM  
 高度:1.15um c[VrC+e m  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) }xDB ~k  
&:V@2_6"  
3. 建模任务 \Z)#lF|^  
K1T1@ j  
F#(.v7Za  
q*6q}s3n  
G HD^%)T5^  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 %won=TG8  
[J0*+C9P*  
 利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 Bx(yu'g|a  
vd}*_d  
YP[LQ>  
Y4mC_4EU  
4. 光滑结构的分析 % f2<U;ff  
b5A Gk  
J &!B|TS  
u8Y~_)\MA  
 计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 dQ:?<zZ  
 对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% L@w0N)P<!{  
tbq|,"  
&Hv;<  
9Z&?R++?  
5. 增加一个粗糙表面 W_^>MLq  
R0%?:! F  
Oqpp=7  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 HOE2*4r  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 FbveI4  
B4Q79gEh=  
{  |s/]W  
#c-b}.R  
(]2<?x*  
Cz_AJ-WR  
m$,,YKhh  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 Q6=MS>JW]w  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 MRQZIi  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 huz86CO  
[4p=X=B  
HOfF"QAR$  
"Nbos.a]5  
6. 对衍射级次效率的影响 _z q)0\  
Y)|~:& tZ  
@%c81rv?  
粗糙度参数: !2z!8kI  
 最小特征尺寸:20nm u+i(";\  
 总的调制高度:200nm "3SWO3-x  
 高度轮廓 YgEM:'1f  
jo)6 %w]  
vv &BhIf3  
tw=K&/@^O  
y_*n9 )Ct  
 效率 [B,'=,Hbs  
tRteyNA  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 i2*d+?Er  
H'EY)s Hi  
j&WL*XP&5  
 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm [EgW/\35  
 总调制高度:400nm 高度轮廓 SG:bM7*1'  
H d*}k6  
ltoqtB\s  
FI8k;4|V  
 效率 <c+K3P'3?  
P/MM UmO  
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。 cx{T '1  
+dw!:P &  
粗糙度参数: ^;r+W -MQ  
 最小特征尺寸:40nm 1}}>Un`U5,  
 总调制高度:200nm `B:"6nW6  
 高度轮廓 rgqQxe=  
\3aTaT?..  
(bv,02  
D L{R|3{N  
 效率 DI,K(_@G  
vZu~LW@1  
mibpG9+d  
DK6? E\<  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 =1Z;Ma<;  
rA1q SG~c  
_y vLu j  
粗糙度参数: ',{7% G9  
 最小特征尺寸:40nm GX?*1  
 全高度调制:400nm rk|a5-i  
 高度轮廓 f8'MP9Lv  
|TTS?  
O4L#jBa+  
 效率 Gr: 3{o`  
x6;j<m5Mjx  
BAV>o|-K  
.<#ATFmY  
Bu3T/m  
 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。 UXH"si:  
9JshMo  
7. 总结 \:v$ZEDJ>  
 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)。 L9FHgl?  
 对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 }gGkV]  
 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。 R-rCh.  
 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。
uLk]LT  
ding_snoe 2021-11-23 14:41
经典,学下。。。,,
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