[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。 yjB.-o('  
U1~6o"1H  
1. 建模任务 wTK>U`o  
3tAX4DnYrq  
sH`(y)`_  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 }`*DMI;-  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 uszH1@g'  
kNDN<L  
2. 建模任务：正弦光栅 OF/DI)j3  
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x-z方向(截面视图) aH+n]J] =)  
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光栅参数： b0a
blVk  
 周期：0.908um |6y(7Ha  
 高度：1.15um 04wO9L;  
(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) c>pbRUMH  
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3. 建模任务 zv[pfD7a  
"+GKU)  
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R<FW?z*  
"[M k5tM  
 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。 WEVV2BJ  
[Adk
j  
 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。 Wi3St`$  
u&\QZW?  
C#Y_La  
[yf&]0  
4. 光滑结构的分析 DgiMMmpE  
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2,.;M
dl  
q/l@J3p[qm  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 Y9_
OkcW)  
 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% >;M?f!  
BiI}JEp4o  
>y7|@'V[v0  
r"aJ&~8::W  
5. 增加一个粗糙表面 Zw
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Q@HW`@i  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ZB@Bj>,bp  
 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。 +rcDA|  
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bL9EX$P  
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N5Rda2m  
dOfEEqPI  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 XBF]|}%  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 nL]-]n;  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 nm.~~h+8M  
r|W2I,P  
3$Y(swc  
f+o%N  
6. 对衍射级次效率的影响 }jWZqIqj  
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粗糙度参数： .o?"=Epo  
 最小特征尺寸：20nm ck"lX[d1  
 总的调制高度：200nm nC;2wQ6aO  
 高度轮廓 Jfs$VGZP;  
WP b4L9<  
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7[}K 2.W.  
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 效率 AO"pm  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 _Uxt9 X  
*'q6#\#.  
4?s ~S. %  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm Spt]<~  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ^A"TY  
o;D[F  
4?3*%_bDJ,  
i& ,Wg8#R  
 效率 ^Cm9[1p  
"\]NOA*  
 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。 :UrS@W^B  
1aQR9zg%  
粗糙度参数： ^3B&E^R  
 最小特征尺寸：40nm cGVIO"(VP  
 总调制高度：200nm vg6'^5S7  
 高度轮廓 L9Gxqw  
yK #9)W-  
V&75n.L  
~H)s>6>#v  
 效率 5[py{Gq  
8LMO2Wyq  
6zGM[2  
('u\rc2R  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 9O.okU  
JQtBt2  
j m]d:=4_  
粗糙度参数： scsN2#D7U/  
 最小特征尺寸：40nm .P|_C.3-l  
 全高度调制：400nm jBO/1h=  
 高度轮廓 gq^j-!Q)Q<  
`~hB-Z5dI  
g2&%bNQ-5  
 效率 yi*2^??` 1  
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8a=Iv  
 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。 ~KW|<n4m  
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7. 总结 ka^sOC+Y  
 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)。 4zRz U  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 
B3j   
 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。 ][jW2;A  
 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。 Cmsg'KqqT  
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QQ：2987619807 z;dFS