[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。 ;I#S m;  
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1. 建模任务 LE|*Je3a  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 5nGDt~a  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 8"#Ix1#  
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2. 建模任务：正弦光栅 g36\%L  
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x-z方向(截面视图) =!G3YZ  
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光栅参数：
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 周期：0.908um \qrSJ=}t  
 高度：1.15um 9Q#eu~R  
(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) J#0oL_xY#  
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3. 建模任务 _/W[=c   
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Z(S=2r.  
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 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。 Y}bJN%M  
;JcOm&d/hk  
 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。 9q2 >_Mv  
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4. 光滑结构的分析 xb!h?F&  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 )V^J^1  
 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% D&{7Av  
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5. 增加一个粗糙表面 %`%xD>![  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 fb5]eec  
 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。 yJ
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 -R,[/7zj  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 J?XEF@?'G  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 AW8"@  
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6. 对衍射级次效率的影响 TqNEU<S/t  
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粗糙度参数： f[n#Eu}   
 最小特征尺寸：20nm p6(n\egR  
 总的调制高度：200nm E'=~<&  
 高度轮廓 P5ii3a?R  
R1z\b~@"  
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 效率 oy!W$ ?6  

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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 9YMUvd,u  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm _9E7;ew  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 XljiK8q;%  
8jxgSB",  
_pQ9q&i4  
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 效率 yzhr"5_  
" *xQN "F  
 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。 A%n l@`s,  
-OZRSjmY  
粗糙度参数： b0]y$*{j  
 最小特征尺寸：40nm 2.Ym  
 总调制高度：200nm R|h9ilc  
 高度轮廓 3ug{1M3  
t&u,Od  
E.?|L-fy  
CD(2A,u)/  
 效率 -p`hevRr  
xaWd\]UF  
7t\W{y  
pYJv|`+  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 8^;[c  
%FGPsHH  
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粗糙度参数： 7Xv.C&jzd  
 最小特征尺寸：40nm -[~UX!XFM  
 全高度调制：400nm $O&P@8:
Z  
 高度轮廓 yNAvXk

p  
;Gxp'y  
 %"j<`  
 效率 ~=P&wBnJ  
H"d.yZM0  
Ul OoMGg  
x=yBB;&  
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 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。 W,YzD&f=uS  
Z~$=V:EA?  
7. 总结 ="3Hc=1?R  
 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)。 ~f2H@#  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 {Q^P<  
 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。 5)o-$1s 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。 t/HMJ  

经典，学下。。。，，