[分享]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。 i]6`LqlO  
X\@C.H2ttY  
1. 建模任务 ][9%Kl*%@p  
'E/^8md>  
X[PZg{   
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 QgU8s'e  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 tG9BfGF  
@` 1Ds  
2. 建模任务：正弦光栅 -EkWs/'h  
<SgM@0m  
x-z方向(截面视图) ktFhc3);!  
\Zqng  
[<g?WPCcC  
光栅参数： c#Sa]n  
 周期：0.908um .!$*:4ok  
 高度：1.15um gcPTLh[^Er  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) LcSX*M
C  
zQ@I}K t  
3. 建模任务 aI6$?wus  
T>x&T9  
aJ-K?xQ  
)z73
-M V"  
(e!0]Io@  
 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。 4cabP}gBk  
5_I->-<  
 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。 4'`{H@]tb  
l_P-j96WD  
#fM#p+v  
m#PY,y  
4. 光滑结构的分析 C&*oI=6  
2Ga7$q  
!`g~F\l  
1zm ulj%&  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 aY'C%^h]  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% 4)h]MOZ  
B$ajK`x&I  
trPAYa}W  
 FT#8L  
5. 增加一个粗糙表面 ~]pE'\D7Ad  
CFzNwgv]z  
8/i!' 0r\  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 b J=Jg~&  
 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。 bJRN;g  
h{HF8>u[  
< Z{HX[y  
\6E|pbJ}x  
ej4W{IN~:  
v(B<Nb  
01r 8$+  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 I/d&G#:~  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 8jd;JPz@\  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 /<@SFF.  
f,V<;s  
*)ardZV${  
WN{ 9  
6. 对衍射级次效率的影响 4L ;% h  
$@^pAP   
Hyb3 ;yQ  
粗糙度参数： \>jLRb|7Ts  
 最小特征尺寸：20nm MBt9SXM  
 总的调制高度：200nm
"U!AlZ`g  
 高度轮廓 !V"<U2  
)PG6gZYW  
?u/@PR\D  
]h>_\9qO  
T&%ux=Jt  
 效率 A?CcHw rT  
Bt>}rYz1  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 r"``QmM  
';TT4$(m  
#w,Dwy  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm aGJC1x  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 @ zs'Y8  
p<TpK )  
OTGofd2zf  
DF1I[b=]  
 效率 {;N,t]>8M  
9:ze{ c $  
 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。 -~v|Rt  
S0~2{G"v  
粗糙度参数： 0~ZFv Wv  
 最小特征尺寸：40nm biSz?DJ>  
 总调制高度：200nm W%T>SpFl  
 高度轮廓 jX3,c%aQ5e  
2"Ecd  
q*F{/N**  
q#vQv5  
 效率 lDOCmdt@N  
7![,Q~Fy  
rM .|1(u  
G?EoPh^m  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 n#q<`}u,
 
a=DcZ_M  
l^|UCgRn  
粗糙度参数： P%{
^i]  
 最小特征尺寸：40nm >#hO).`C  
 全高度调制：400nm NWM8[dI  
 高度轮廓 k.uMp<)D  
cWi}V  
`D=S{   
 效率 V}dJ.I /#  
=x<ge_Y  
RoU55mL  
A%`[mc]4#  
(iL|Sq&}b  
 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。 H *[_cqnv  
Qp/QaVQ+  
7. 总结 t.laO. 3  
 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)。 ?Lyxw]  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 &?q/1vLa  
 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。 B[V+ND'(  
 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。 &;+-?k|  
LL2=&VK  
+6';1Nb@  
QQ：2987619807 +pR[U4$