[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。 }u?DK,R  
fuao*L]  
1. 建模任务 J-d>#'Wb|  
5|_El/G  
;@$v_i  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 :F`-<x/  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 fZka$ 4  
T6M=BkcP  
2. 建模任务：正弦光栅 TKs l.|  
R.P|gk  
x-z方向(截面视图) ^={s(B2  
dk>qTY+j5  
- xKa-3  
光栅参数： wT@{=s,  
 周期：0.908um Bh ,GQHJ  
 高度：1.15um NSkIzaNY  
(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) PSREQK@}E  
caD)'FSES  
3. 建模任务 nv'YtmR  
 ow2tfylV  
!>,XK!)  
q>f|1Pf  
D7|qFx;]g  
 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。 hywy(b3  
HVH<S  
 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。 mZ0'-ax   
*c>B,  
!(nFq9~~Q  
/Xf_b.ZM&  
4. 光滑结构的分析 Scd_tw.]|  
&3CC |  
/v8yE9N_  
%@'[g]hk  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 BRTCo,i  
 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% ul^VGW>i  
u`?v-  
J-
5E# v  
k@}g?X`8  
5. 增加一个粗糙表面 w{89@ XRC  
kO/]mNLG  
' o(7@   
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 wn/Y5   
 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。 &ieb6@RO`Q  
R q9(<'F  
Ng|c13A=  
J. $U_k  
@XQItc<  
mRT$@xa]J  
\V%l.P4>e  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 pKkBAr,  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Ye]-RN/W  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ]
US  
JIU8~D  
D* QZR;D#.  
F2!]T=  
6. 对衍射级次效率的影响 ):Pzsz7  
|mF=X*  
6H^=\  
粗糙度参数： K+3+?oYKH  
 最小特征尺寸：20nm Uu0  
 总的调制高度：200nm Rj!9pwvT  
 高度轮廓 Lq]t6o]  
cI (}  
s_ %LU:WC  
9a$ 7$4m  
w=k
W~gg  
 效率 t~M0_TnXlP  

iq<nuO  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 CXh>'K  
Nin7AOO  
f,'^"Me$c  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 
M,dp;  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 J0FJ@@  
#tN!^LLi  
% 8P8h%%Z  
l?O%yf`s  
 效率 SYA0Hiw7P  
R 6 -RH7.  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 tvcM< e20  
"R^0eNv$  
粗糙度参数： l#&\,T  
 最小特征尺寸：40nm I78Q8W(5  
 总调制高度：200nm W%@0Ym`7  
 高度轮廓 irF+(&q]jh  
f0"_ {\  
^\g?uH6k U  
5 51p* B2  
 效率 \[L|  
j5!pS xOC  
NX8. \Pf#  
kE854Ej  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 !|~yf3  
AHet,N  
]ASTw(4  
粗糙度参数： 6r)B|~,OA  
 最小特征尺寸：40nm FJ2~SKWT  
 全高度调制：400nm g9AA)Ykp  
 高度轮廓 8iC9xSH[%  
>6gduD!6I  
6ag0c&k  
 效率 tZygTvK/S  
/>O.U?  
tN0?  
o'=i$Eb  

0
}9
 
 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。 ]F srk  
bA07zI2  
7. 总结 |?\2F   
 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)。 P\&n0C~  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 eA-$TSWh  
 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。 (r/))I9^  
 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。 +HEL^  

经典，学下。。。，，