[技术]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。 j#[%-nOT  
F uJ=]T  
1. 建模任务 URb  
tX 3y{W10"  
1y}tPkOe7O  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 kQQhZ8Ch  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 w6FVSU]sY  
nMU[S+  
2. 建模任务：正弦光栅 h(M
S>=  
L qdzqq  
x-z方向(截面视图) A ^U`c'$  

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l_z@.</8P@  
光栅参数： q;#:nf"  
 周期：0.908um gPzp/I  
 高度：1.15um CyEEE2cV  
(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) (X(c.Jj  
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"QV`+  
3. 建模任务 SlojB^%  
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{u_2L_  
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vg ^&j0  
 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。 8jz[;.jP",  
o dTg.m  
 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。 ygSvYMC  
ug.'OR  
w\2yippI  
Qb~&a1&s#  
4. 光滑结构的分析 @#W$7Gwf0  

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g"o),$tm  
3&ES?
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 Ad]oM]  
 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% SdOE^_@:  
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5. 增加一个粗糙表面 'p:L"L}Q?  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Yvbk[Rb  
 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。 ]53'\TH  
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_z(ydL*  
_mSQ>BBRl  
JU\wvP5j  
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D"RxI)"HP  
 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 *&P5|  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 TDnbX_xC<  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 <<:a>)6\  
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VG+WVk  
6. 对衍射级次效率的影响 Wy.Xx-3W  
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粗糙度参数： :\+\/H
Tbh  
 最小特征尺寸：20nm Wr+1G 8  
 总的调制高度：200nm Ul?92  
 高度轮廓 !NfN16  
 L4,Ke  
U&<Nhh  
U%,N"]`  
@JL+xfz  
 效率 "p{cz(  
=P.m5e<  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 r+WY7'c  
%95'oW)lo  
cjel6 nj  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm +5BhC9=b  
 总调制高度：400nm 高度轮廓  4[]/  
P,[O32i#  
/Xds+V^Z  
L9=D,C~  
 效率 T]fu[yRVvg  
CrIt h/Z  
 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。 CNiUHUD  
%4Thb\T  
粗糙度参数： _@47h86Q  
 最小特征尺寸：40nm lV0\UySH  
 总调制高度：200nm h^D]@H  
 高度轮廓 G}&{]w@  
Pkbx/\  
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V~uH)IMkh7  
 效率 j5EZJ`  
]OZk+DU:  
H-sJt:  
E.kjYIH8  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 2h6<'2'o1  
:|:Disg  
'$3]U5KOwK  
粗糙度参数： %`P6a38j  
 最小特征尺寸：40nm L]goHs  
 全高度调制：400nm w<hw>e^.  
 高度轮廓 9aR-kcvJIJ  
Qv%"iSe~J  
7X$[E*kd  
 效率 ?_L)|:WL  
$EB&]t+  
]i-peBxw  
wW~y?A"{2  
)@xHL]!5m  
 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。 }jQxwi)  
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7. 总结 <#s=78 g.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)。 * ?a-m\  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 cViEvS r  
 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。 -Cjc~{B>7X  
 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。 MqBA?7  

经典，学下。。。，，