[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。 S3:Pjz}t  
1a| q&L`o  
1. 建模任务 u1ggLH!U  
[U]*OQH`e  
wQ*vcbQX*  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 q>%KIBh(  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ,`G8U/  
HW"|Hm$Y(  
2. 建模任务：正弦光栅 /Bid:@R  
- P1OD)B  
x-z方向(截面视图) K/+5$SjF  
bec n$R  
U'UV=:/-  
光栅参数： ^T)HRT-k  
 周期：0.908um d%81}4f:  
 高度：1.15um O!lZ%j@%  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) .Hl]xI$;+  
qWHH% L;  
3. 建模任务 '73dsOTIT  
=ILs[p  
V z8o  
jB:$+k|~.  
 ^vYH"2  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 Cv>|>Ob#  
|zKe*H/  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 5.]+K<:h"A  
{^Vkxf
]  
=2\k Jv3  
X~sl5?  
4. 光滑结构的分析 MmI4J$F  
\s<{V7tq  
ixw3Z D(>+  
wP/&k`HQ#i  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ~jH@3\ ?-  
 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% G6w&C^J*8>  
]Io
J(4f  
sczN0*w&C  
\acJ9N  
5. 增加一个粗糙表面 u&/q7EBfP  
]U!vZY@\  
|o6 h:g  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 8s/gjEwA  
 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。 u01 'f-h  
=\B{)z7@6D  
Y|_#yb  
}tF/ca:XPQ  
!lKO|Y  
&dh%sFy  
=dHM)OXD"  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 WM.JoQ  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 S 3Tp__  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 $HF. 0
2{|  
8;ke,x  
>N@tInE  
+(x^5~QX  
6. 对衍射级次效率的影响 .X\p;~H 5  
#:s*)(Qn  

q&Y'zyHLP  
粗糙度参数： klxVsx%I{G  
 最小特征尺寸：20nm mTz %;+|L  
 总的调制高度：200nm '3 w=D )  
 高度轮廓 P9p:x6  
+D[|L1{xb  
B]L5K~d  
<`i"5`J  
Ve*NM|jg  
 效率 'A;G[(SYy  
"~(qp_AI  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 btHN  
7Ab&
C&3  
DZ92;m  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm RbzSQr>a\  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 L^i=RGx  
5XySF #  
(4cWq!ax<$  
91qk0z`N  
 效率 #qrZ(,I@n  
nDuf<mw  
 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。 lPx4=
O  
NdGIH/Y;M  
粗糙度参数： [bk2RaX:i  
 最小特征尺寸：40nm v#0F1a?]D  
 总调制高度：200nm _8P"/( `Rw  
 高度轮廓 y=g9 wO  
u.sF/T=6f  
{a^A-Xh[u  
"RMBV}<T  
 效率 5Ds/^fA  
~T@t7Cg  
hr_ 5D  
+KgoLa  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 SF$7WG3Q  
T6m#sVq  
L9Sd4L_e  
粗糙度参数： [ -
"o5!0<  
 最小特征尺寸：40nm d~F`q7F'?]  
 全高度调制：400nm tvXoF;Yq  
 高度轮廓 J ^gtSn^  
fZ1v|  
wgfA\7Z  
 效率 b~fX=!M  
ZycV?ob8}  
xFxl9oM."  
CT,ca
a  
E}AOtY5a  
 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。 =sy>_  
@Gp=9\L  
7. 总结 R)i  
 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)。 Go~bQ2*'(/  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 bHVAa#
 
 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。 [p[nK=&r  
 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。 D FDC'E  
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QQ：2987619807 W%LTcm