[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。 F% z$^ m-  
g4^3H
3Pd  
1. 建模任务 <.=-9O6  
PW+B&7{  
B^@X1EE  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 3
c+ps;nh  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 gMsB1|  
TjS
&V  
2. 建模任务：正弦光栅 R!rj:f!>  
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x-z方向(截面视图) n;LjKE  
>e!Y63`  
{ObUJ3  
光栅参数： \Vx_$E  
 周期：0.908um Hm'aD2k  
 高度：1.15um W>(w&k]%B  
(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) :6J&%n  
8'M:uI  
3. 建模任务 R$bDj>8  
Xi0fX$-,  
sAS[wcOQ  
l4ru0V8s7  
*iVEO  
 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。 h_5CWQSi  
5c$\DZ(  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 JPM~tp?;<  
8cGoo u6  
]GBlads  
Lk.tEuj=82  
4. 光滑结构的分析 JHa\"h  
?\$6"c<G  
p8j*m~4B  
?5;N=\GQ  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 BS3{TGn  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% !8&EkXTw,  
F+!9T  
8^67,I-c  
aSMoee@!  
5. 增加一个粗糙表面 NueuCiP  
.'NTy R  
<R?S  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 og&-P=4O  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 7^C&2k5G  
Dt\rrN:v  
EiVVVmm!  
intl?&wC  
}Fsr"RER@{  
VfwH:  
3vdFO: j  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 0\V
)DV.i  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 0Oa&vx  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 kH`?^^_yJ  
V''fmWo7  
-Jt36|O  
'Y/kF1,*  
6. 对衍射级次效率的影响 yMt:
L)+  
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粗糙度参数： jVh:Bw  
 最小特征尺寸：20nm a#lytp  
 总的调制高度：200nm - ,?LS w  
 高度轮廓 x~=Mn%Ew0  
11c\C Iu  
zB/VS_^^W:  
sOb]o[=  
]E)\>Jb  
 效率 w[$oH^7  
w|Ry)[  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 L4Kg%icz l  
J*38GX+  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ?#Y:2LqPC  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 5nTcd
@lX  
'$rCV,3q  
?J-
\}X  
TZGk[u^*  
 效率 p5% %k-  
||ugb6q[6B  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 0+u>"7T  
,Xr`tQ<@  
粗糙度参数： 9dm<(I}  
 最小特征尺寸：40nm H_Xk;fM  
 总调制高度：200nm ^;F5ymb3U  
 高度轮廓 ]
0BX5Z'  
A}}dc:$C  
<sw=:HU  
n`@dk_%yI  
 效率 f( Dtv  
z`.<dNg  
,fq
M>Q  
6kMkFZ}+  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 O;i0xWUh  
;)wk^W  
UR9\g(  
粗糙度参数： l}r9kS  
 最小特征尺寸：40nm ^do6?e`?-  
 全高度调制：400nm O&&_)  
 高度轮廓 E m^Dg9  
|
)C*i  
8Lgm50bs  
 效率 /h{Rf,H  
T\(k=0RM  
|i#06jIq  
]T)<@bmL  
k{=dV  
 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。 mlCg&fnDB  
7!h> < sx  
7. 总结 4T;<`{]  
 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)。 3Pgokj   
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 m(d|TwG{  
 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。 d0C _:_  
 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。 bar=^V)  

经典，学下。。。，，