[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。 v}^uN+a5  
LN'})CI8m  
1. 建模任务 L9z5o(Aa  
( M3-S5   
eE0nW+i  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 $f6wmI;<y  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 7V~ gqum  
h>|IA@;|f  
2. 建模任务：正弦光栅 ?V)M
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>+ Im:fD  
x-z方向(截面视图) x$b
Cbg  
!T]bz+  
XJ7mvLM;  
光栅参数： I
TU6Eq  
 周期：0.908um If@%^'^ON=  
 高度：1.15um DCSTp2  
(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) &=-{adm  
Novn#0a  
3. 建模任务 CX>QP&Gj  
o{K#LP  
}/%^;@q;  
Gii1|pLZ1  
{'f=*vMI  
 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。 FWpb5jc)3  
\ 3l3,VYH  
 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。 ;J?zD9  
ItQ3|-^  
{,o =K4CD  
gG,gL9o  
4. 光滑结构的分析 m'L8z fX  
SA-r61  
=>)4>WT8A  
8lT2qqlr  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 e?XQ,  
 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% Lq5Eu$;r  
C;eM:v0A[  
/q6 ^.>b  
X>s'_F?  
5. 增加一个粗糙表面 f}zv@6#&  
 )9$>i5l  
7|pF(sb0  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 7E)*]7B%  
 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。 os`#:Ao5  
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DzK%$#{<  
f\M;m9{(  
`F' >NNY  
B
ez 7  
4.i< `'  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 /m+\oZ ]d  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 L[p[m~HjG^  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 `1U?^9Nf  
B)(ZRH  
$@4(Lq1.  
Qf(mn8  
6. 对衍射级次效率的影响 =jW=Z$3q  
p |xMXoa`  
OLgW.j:Ag  
粗糙度参数： 4l"oq"uc  
 最小特征尺寸：20nm %DF-;M"8  
 总的调制高度：200nm a2`|6M;  
 高度轮廓 c/ABBvd|  
@G>Q(a*,  
-PH!U Hg  
D= LLm$y  
-c'~0g]<  
 效率 \>GHc}  
~OQ/ |ws  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ^
bDh[O  
bpWEF b'f  
K trR+:  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm M?zwXmTVW0  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 K#<cuHGC  
vd}Y$X  
\4pWHE/  
&KZr`"cT#  
 效率 ;Jq7E  
@ wJ|vW_.  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 P% ZCACzV  
NT<>LWo  
粗糙度参数： CHX- 4-84{  
 最小特征尺寸：40nm v08Xe*gNU  
 总调制高度：200nm u!WjG@  
 高度轮廓 ?3{:[*  
A ^wIsAxT  
MehMhHY  
[#Y7iN&  
 效率 ,8MUTXd@ V  
yw9)^JU8"  
o?l9$"\sqb  
BVk&TGa;[$  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 S>s{t=AY~  
%uWq)D4r  
U4hFPK<  
粗糙度参数： !E
+.(  
 最小特征尺寸：40nm .G|9:b  
 全高度调制：400nm #.kDin~!  
 高度轮廓 G`1FD  
Sx", Zb  
eURj'8o),  
 效率 ;"77?)  
D[ -Gzqh  
> R5<D'cEN  
orcPKCz|"  
i{ " g7  
 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。 k&h3"  
- P$mN6h  
7. 总结 qz .{[l  
 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)。 )LP=IT  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 8qY\T0  
 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。 Z*Fxr;)d  
 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。 ,J3s1 ]~^  

经典，学下。。。，，