[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。 Qn*l,Z]US  
7g\v (P  
1. 建模任务 kpgA2u7  
EN!C5/M{&  
FEjO}lTK  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 W{F)YyR{.  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 5whW>T  
dk|LC-]`A  
2. 建模任务：正弦光栅 ,*|Q=  
0;bdwIP3
 
x-z方向(截面视图) * ,aF-  
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):$KM{X  
光栅参数： rl|'.~mc  
 周期：0.908um |Ea%nghl  
 高度：1.15um U@Od
QAX  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) zZCl]cql  
ET}Z>vU}+  
3. 建模任务 4z<c8 E8  
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KU|W85ye  
@z1QoZ^w  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 A6z,6v6  
?Lg<)B9   
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 w+)${|N?  
vi##E0,N'^  
+e{ui +  

9JA@m  
4. 光滑结构的分析 5iA>Z!sP[  
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6Z_V,LD9L  
;M~,S^U  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 `+,?%W)  
 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% <x}wy+SG  
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5. 增加一个粗糙表面 JvAXLT  
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M/o?D <'  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 kLgkUck8]  
 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。 y0xBNhev  
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hz:7W8  
'zUV(K?2]  
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/b,>fK^  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 [%K6-\S  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 '4'Z  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 'h$1 z$X5  
l[E^nh>  
c,1 G+.
 
w9|x{B  
6. 对衍射级次效率的影响 Biv)s@"f-Q  
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$FPq8$V  
粗糙度参数： _HwA%=>7  
 最小特征尺寸：20nm AS;Sz/YP  
 总的调制高度：200nm D\Ez~.H  
 高度轮廓 i9ySD  
'l'3&.{Yfk  
}TTghE!  
x;?8Zr  
FJ0I&FyWs  
 效率 Q/|.=:~FO  
(2b${Q@V  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 -E}X`?WhD  
YrL(4Nt8  
fw&*;az  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm QT c{7&  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 GQ1/pys  
b+~_/;Y9  
T<*)Cdid  
h3`}{ w  
 效率 kP`#zwp'Ci  
*EuX7LEu_  
 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。 fTj@/"a  
znrO~OK  
粗糙度参数： WWpMuB_G  
 最小特征尺寸：40nm Tx}Nr^  
 总调制高度：200nm sywuS  
 高度轮廓 Q"I(3 tp9[  
=dQ[I6  
$W7}Igx#  
0`E G-Hw  
 效率 _*H Hdd5I  
%Yu~56c-  
D?dBm  
i bzY&f  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 qWH
^/o  
K<^p~'f4P  
d92Z;FWb  
粗糙度参数： WK$\#>T  
 最小特征尺寸：40nm +c%jOl  
 全高度调制：400nm +6uf6&.@~  
 高度轮廓 ]$ d ;P  
'xta/@Sq  
9\EW~OgTu  
 效率 i+14!LlI  
rN9qH  
Dn)yBA%  
\Vme\Ke*v)  
vb[0H{TT2  
 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。 q0}u%Yz  
9`Qa/Y!  
7. 总结 $1ovT8  
 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)。 =0?5hxMd  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 .F,l>wUNe  
 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。 (9`dLw5  
 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。 Z}t;:yhR  

经典，学下。。。，，