[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。 "8}p>gS  
&R+/Ie#0dz  
1. 建模任务 .vsrZ_y?  
 h>\T1PM  
ZDEz&{3U;  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 jMv qKJ(<  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 " &2Kvsz  
y%%D="  
2. 建模任务：正弦光栅 0Oy.&C T  
KZoIjK]  
x-z方向(截面视图) CT5\8C  
T-e'r  
nmIos]B  
光栅参数： 50r3Kl0  
 周期：0.908um Xc"l
')1H  
 高度：1.15um k4:$LFw@  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) jb;!"HC  
-]yM<dP  
3. 建模任务 IoO tn  
n N.6?a  
x(oL\I_Z  
,z<J`n  
Ls
aE-l  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 }-YM>q  
 I/YBL  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 OpFe=1Q  
[7x,&  
Y%<y`]I  
)F_vWbg  
4. 光滑结构的分析 We%HdTKT  
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\Gl)W  
Ws;S=|9,7~  
JX4uH>6  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 matW>D;J  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% co!o+jP  
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$sF'Sr{)y  
ogD 8qrZ6J  
5. 增加一个粗糙表面 pJ8;7u  
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nZ%J9  
G<1)NT\u  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ',Y`XP"Q  
 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。 Pwc)u&  
9$ GAs  
|,YyuCQcL[  
C8ss6+k&  
X}jWNN  
#6
3)I9>  
<'(O0  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 LPuc&8lGWf  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 w3,DsEXu  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 '7BJ.  
*=G~26*!V  
W`^euBr7R>  
#B_Em$  
6. 对衍射级次效率的影响 W^U6O&-K  
@34Z/%A  
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粗糙度参数： 5&Y%N(  
 最小特征尺寸：20nm h>0R!Rl8  
 总的调制高度：200nm Y9}5&#  
 高度轮廓 dP[vXhc  
1#nR$  
]IF QD  
?HD eiJkX  
TNi4H:\  
 效率 sY|by\-c  
8]G  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 yT3q~#:  
;dC>$_P?  
cx+w_D9b!  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm rN$U%\.I  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 aL)}S%5o?  
oc|%|pmRd<  
z2.9l?"rfQ  
NY(z
3G  
 效率 3EY>XS  
m=m T`EP  
 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。 Wi;wu*  
Fa"/p_1  
粗糙度参数： c@|!0 U%j  
 最小特征尺寸：40nm kU75  
 总调制高度：200nm wP|Amn+;  
 高度轮廓 0fOx&"UAB  
HQ187IwpTm  
s(2/]f$  
1')_^
]  
 效率 8D H~~by  
BB$(0mM^  
# dA-dN  
Z91{*?  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 `/e EdqT  
B,xohT  
G5l?c@o  
粗糙度参数： xr*%:TwCta  
 最小特征尺寸：40nm "e-RV  
 全高度调制：400nm (GCeD-  
 高度轮廓 tz^2?wO  
w=;Jj7}L  
 /#FU"  
 效率 HL`=zB%  
.="/n8B  
B=<Z@u  
Nn/f*GDvK  
yIq. m=  
 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。 .#OD=wkN0  
m)1+D"z  
7. 总结 j@o \d%.'!  
 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)。 :>q*#vlb  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 8mc0(Z@  
 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。 W"meH~[Cp  
 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。 A &tMj?  

经典，学下。。。，，