[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。 lHU$A;  
Et(prmH  
1. 建模任务 P!/8   
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2nyP  
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RNnh  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 _
rv_-n]"o  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 [F$3mzx  

%WR  
2. 建模任务：正弦光栅 5sH ee,  
7pNh|#Uv'  
x-z方向(截面视图) R!=XMV3$PH  
TBzM~y  
G(- `FH  
光栅参数： \[BnAgsF  
 周期：0.908um 9/Ls3U?  
 高度：1.15um &}oDSD H^,  
(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) Gu-Sv!4p  
N78Ev7PN  
3. 建模任务 #{(rOb6H)  
Ni`qU(I'|  
'"&?u8u)  
b#F3,T__`Y  
?$?Ni)Z  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 @AwH?7(b  
Ez)Go6Q  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 g!8-yri  
:JlJB  
LakP'P6`E  
p=zjJ~DVd  
4. 光滑结构的分析 1DX=\BWp  
c09uCito  
q#Bdq8  
xc!"?&\*  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 TM+7>a$  
 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% *(rq AB0~  
#pZ3xa3R  
gP}M\3-O  
~9{.!7KPc  
5. 增加一个粗糙表面 QAR<.zXvP  
7}Gy%SJ`  
4x:fOhtP  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 \ZC7vM"h  
 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。 /q=<OEC  
ykZ)`E]P`  
nPKj%g3h  
76 y}1aa  
-
kJ`gdS  
wDsEx!\#  
`0L!F"W  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 ,QK>e;:Be  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 n7S[ F3  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 P^ a$?  

H)
5]K9D  
+=||c\'  
5n_<)Ycj  
6. 对衍射级次效率的影响 Z@1rs#  
9N9;EY-U  
t({:TQ  
粗糙度参数： ?g!)[p`v
 
 最小特征尺寸：20nm qp7>_B  
 总的调制高度：200nm W<~(ieu:K~  
 高度轮廓 /V,:gLpQ  
O%)w!0  
)#1@@\< ^T  
8^O|Aa$IF:  
=ahD'*R^A  
 效率 Z yIn>]{  
Pd>hd0!.%  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 >]Y`-*vw&  
I(C_}I>Wb  
*dGW=aM#C  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm <jxTI%'f59  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 g4Tc (k#  
:=-h'<D  
%KqXt
c`O  
CYz]tv}g:  
 效率 m#Rll[  
@@+\  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 5=l Ava#  
cBU>/ zIp  
粗糙度参数： q")}vN  
 最小特征尺寸：40nm n:HF&j4C,  
 总调制高度：200nm kYx|`-PA<r  
 高度轮廓 dqcf
s/XhP  
@zE_fL  
pVLfZ?78  
z1s9[5  
 效率 z[l17+v  
o[_{\  
^lf)9 `^U  
_Nlx)YR  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 e)O6k7U$  
lr=*Ty(V  
D/rKqPp|!  
粗糙度参数： ,myl9s  
 最小特征尺寸：40nm uS3J^=>@(a  
 全高度调制：400nm Nn+le
M  
 高度轮廓 5X'[{'i,  
Jgb{Tl:r  
{l![{  
 效率 Sa6}xe."M,  
.Q4EmpByCg  
dYW19$W n  
ob-y {x,R  
nx84l7<  
 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。 `G,\=c~{A  
7\<#z|  
7. 总结 [ q22?kT  
 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)。 0OP6VZ\
 
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 MYDAS-  
 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。 MX]<tR`  
 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。 ~}(}:#>T  
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QQ：2987619807 /(5SJ(a