[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。 jwAO{.}T1r  
-+Quw2465^  
1. 建模任务 dpJi5fN  
OdwSNG  
|FPx8b;#  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 3=sA]j-+(  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 XD%?'uUQ_  
uyjZmT/-  
2. 建模任务：正弦光栅 Z0`?  
5g/^wKhKG  
x-z方向(截面视图) fbo64$!hZ  
owYfrf3ZLX  
ot(|t4^  
光栅参数： ,FS iE\  
 周期：0.908um '#u2q=n4*  
 高度：1.15um EkWe6m  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) ><`.(Z5c  
(IJf2  
3. 建模任务 q2gc.]K\  
)@SIFE  
J8? 6yd-7  
glk I9~  
Ra~n:$tg2  
 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。 ?xUz{O0/  
Yn1U@!  
 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。 W,AIE6F  
fp12-Hk ~  
 s.GTY@t  
>+,1@R  
4. 光滑结构的分析 s/P\w"/fN  
0#Rj[J;kh  
?ADk`ts~,}  
-cq ~\m^6  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 PMXnupt  
 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% L[TL~@T   
"NC(^\l/  
s#* mn  
nwcT8b87J  
5. 增加一个粗糙表面 \hNMTj#O  
Z][?'^`^!  
2(`2f  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 :MJBbrV ,  
 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。 e$F7wto  
{"{J*QH  
/xsa-F  
A=h`Z^8\B  
TvI}yaCu/x  
^D vaT9s  
`4;<\VYCr  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 bIWcL$}4Q  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 #/1A:ig  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 to:hMd1T  
$I1p"6  
kAy.o  
1egryp  
6. 对衍射级次效率的影响 .iew5.eB+  
,FBF;zED  
8|7Tk[X1j  
粗糙度参数： g08=D$P  
 最小特征尺寸：20nm XTZWbhNF  
 总的调制高度：200nm uLL#(bhDr  
 高度轮廓 \V: _Zs  
CB?.|)Xam  
g3x192f  
j&8~X2?*  
xYwb
bFGrG  
 效率 zh50
]tX  

DlIfr6F  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 {bc
<0  
|
h6@hB\  
DB>>U>H-  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm vBM\W%T|d  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 <w2Nh eM 3  
sBSBDjk[  
jl:O~UL6i  
c#{<| .  
 效率 s|{K?s  
-,4_ &V  
 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。 (<%i8xu2  
4&t6  
粗糙度参数： R^8Opf_UN  
 最小特征尺寸：40nm Bpk%,*$*)  
 总调制高度：200nm 2d1'!B zDA  
 高度轮廓 KJpM?:  
ASu9c2s  
m+uh6IqN./  
Ho"FB|e  
 效率 \LM'KD pP_  
#c!(97l6o  
BY\p?79  
03rZz1  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 0U$6TDtmE  
y8<,>  
K"=v|a.  
粗糙度参数： IFv2S|  
 最小特征尺寸：40nm .s2d  
 全高度调制：400nm XUSfOf(  
 高度轮廓 
/!%P7F  
<D4)gRRo  
9
:=a FP  
 效率 ~CM{?{z;  
7rhpIP2n  
4|:{a
pH  
9Z+@i:_}  
9Pem~<  
 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。 S2<(n,"  
N!Y'W)i16  
7. 总结 @
cjhri|vH  
 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)。 ]j{S' cz  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 s;5PHweWf  
 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。 8^4X/n  
 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。 wT.V3G  

经典，学下。。。，，