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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。 x+;y0`oL  
cc:$$_'L  
1. 建模任务 y n_.  
rHk,OC  
e9tb]sAG  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 /oLY\>pD  
 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 N u\<Xr8  
}`%ks  
2. 建模任务:正弦光栅 c!'\k,ma<9  
YbnXAi\y|  
x-z方向(截面视图) 6,MQT,F  
}L&LtW{X  
}/,Rp/+7]  
光栅参数: *Ms"{+C  
 周期:0.908um SMJRoK3  
 高度:1.15um }P-C-L{yE(  
(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) oif|X7H;  
Cb`,N  
3. 建模任务 +6 =lN[b  
T93st<F=R  
MGxkqy?  
\7>*ULP  
B]: |;d  
 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。 /BD'{tZ]Sl  
]!@=2kG4  
 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。 -mn/Yv  
*|<~IQg  
u[Si=)`VPk  
G2?#MO  
4. 光滑结构的分析 `j9\]50Z>  
}!R*Q`m  
@"1Z;.S8V  
Y6Cm PxOQ  
 计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 ,\cV,$  
 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% t[|t0y8  
o3GkTn O  
O9/)_:Wdh  
UnP<`z#  
5. 增加一个粗糙表面 K/ &`  
#ojuSS3  
%7P]:G+Y\  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 &Tj7qlP\  
 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。 sgGA0af  
qtozMa  
saQs<1  
PREGQ0  
[ }Tb2|  
!<HMMf,-D  
qe&B$3D|  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 q5=,\S3=  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 (a8iCci:   
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 OuEcoIK  
CfP-oFHoQ  
!ehjLFS?_  
w0oTV;yh  
6. 对衍射级次效率的影响 A%HIfSzQBS  
f\_PNZCc  
EPH" 5$8  
粗糙度参数: /j}Tv.'d  
 最小特征尺寸:20nm KsE$^`  
 总的调制高度:200nm v;9(FLtL  
 高度轮廓 ;-@: }/  
,=4,eCS  
njg0MZBqA  
WysWg7,r  
D"$Y, d  
 效率 :{iH(ae;  
'@ Y@Fs  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ,f>9oOqqA  
`iM%R3&  
jX8)Ov5Mv  
 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm {d;z3AB  
 总调制高度:400nm 高度轮廓 ?O#,{ZZf=  
Nc{&AV8Y_v  
gN:F50   
.R"VLE|  
 效率 {}ADsh@7d'  
aK;OzB)  
由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 G$V=\60a-  
tlUh8os  
粗糙度参数: K-#d1+P+  
 最小特征尺寸:40nm hk:>*B}  
 总调制高度:200nm "``>ii  
 高度轮廓 DC*MB:c#U  
+~iiy;i(  
(?R!y -  
pC,[!>0g8  
 效率 ]bh%pn  
rC_1f3A  
Kmaz"6A  
h+j^VsP zB  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 tJ K58m$  
0>td[f  
d wG!]j>:_  
粗糙度参数: (XmmbAbVom  
 最小特征尺寸:40nm e3TKQ (  
 全高度调制:400nm 5G\OINxy  
 高度轮廓 =LV-n  
!(?7V  
~ E6e~  
 效率 K'J_AMBL  
#U L75  
hIV]ZYbH  
\zg R]|  
s.Z{mnD6  
 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。 /96lvn]8lO  
OHBCanZZ,  
7. 总结 HYGd :SeH  
 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)。 iY07lvG<  
 对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 T\.(e*hC  
 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。 Lg!E  
 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。
n8;p]{  
ding_snoe 2021-11-23 14:41
经典,学下。。。,,
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