[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。 )\sc83L  
~2<7ZtV=  
1. 建模任务 D!.[q-<  
qP{/[uj[K  
lrnyk(M}Q.  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 @Gx.q&H  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 wSb1"a  
U Z.=aQ}M  
2. 建模任务：正弦光栅 8aO~/i:(.  
GKvN* SU=  
x-z方向(截面视图) /DQc&.jK  
_u{c4U0,  
BDVHol*g  
光栅参数： D<8HZ%o  
 周期：0.908um `VKf3&|<A  
 高度：1.15um ?47@o1  
(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) ZZcE
t  
&07]LF$]  
3. 建模任务 0GB:GBhZ  
Xv<B1  
*GxTX3i}vc  
g0>,%b  
j6>.n49_  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 r`AuvwHPs[  
N-I5X2  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 'rMN=1:iu"  
/I)yU>o  
)t$,e2FY  
FL(6?8zK  
4. 光滑结构的分析 B*4}GPQ  
Ggl~nxz  
}e2(T  
2WtRJi?b|  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 uHAT#\m:  
 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% xEf'Bmebk  
##@$|6  
COTp  
356>QW'm  
5. 增加一个粗糙表面 {]E+~%Va  
FDVcow*]n  
Jrg2/ee,*  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 L:_bg8eD#  
 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。 Bn61AFy`  
9uRFnzJVx  
PQK(0iCo4  
]4R[<<hd  
\[gReaI  
QmLF[\Oo_  
OfctoPP _0  
 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=\[l8t  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 D8>
enum  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 qZ}P*+`Q  
Gm9hYhC8  
1Ab>4UhD  
OiE;B  
6. 对衍射级次效率的影响 -RS7h  
cx}Q2S  
iCW*]U  
粗糙度参数： %^1cyk  
 最小特征尺寸：20nm ?t+5s]  
 总的调制高度：200nm ow0!%|fO  
 高度轮廓 yaG= j  
VH=S?_RY>  
hGbj0  
:6zG7qES3  
AX= 1b,s  
 效率 4O;OjUI0a  

mt5KbA>nU  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 M/):e$S  
ep=qf/vd<  
34wkzu  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm wE@'ap#  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 n>A98NQ  
[5uRS}!  
[@Q_(LQ-U  
7zH
h@ B:]  
 效率 ]S(%[|  
-i4&v7"  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 8me ]JRw  
KN?6;G{  
粗糙度参数： ,RgB$TcE  
 最小特征尺寸：40nm /}Lt,9  
 总调制高度：200nm DK=cVpN%s  
 高度轮廓 ++aL4:  
x7vc
tjM|  
FL8g5I  
om |"S  
 效率 >~`r:0',  
"Ae@lINn[y  
IBQ@{QB  
XuD=E  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 \EKU*5\Hp>  
Pl<;[cB  
m8SA6Y\  
粗糙度参数： 5w\fSY  
 最小特征尺寸：40nm ,SQZD,3v4  
 全高度调制：400nm zfc3)7  
 高度轮廓 "Vr[4&`  
KAsS[  
0b/WpP  
 效率 &f7fK|}  
(u]N  
B%KG3]  
QT9n,lX
 
Dk+&X-]6x5  
 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。 kl
"+YF5/  

i~3u>CT  
7. 总结 Gcb|W&  
 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)。 HLBkR>e  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 {tThy#  
 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。 t=*@yQ nB  
 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。 ?H_LX;r  

经典，学下。。。，，