[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。 6M)4v{F  
FTk`Mq  
1. 建模任务 '(.vB~m7*+  
Dau'VtzN  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 % a9C]?  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 q'
zV
9  
y(2Fa
TjM  
2. 建模任务：正弦光栅 uY"Bgz:=d  
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x-z方向(截面视图) $,&3:ke1  
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q  
光栅参数： 'U%L\v,  
 周期：0.908um TQjM3Ri=V  
 高度：1.15um CEMe2~  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) LNU#NJ^Axt  
NMCMY<o  
3. 建模任务 \'}? j-8  
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/CT g3Q"KQ  
.on}F>3k$  
:~gG]|F  
 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。 X61p xPa  
F/(z3Kf  
 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。 `~S; UG  
1|8<!Hx#-  
X7~AqG  
DFUW^0N  
4. 光滑结构的分析 99]&X
j  
Q&d"uLsx  
=4H"&Eu{  
<T0+-]i  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 YlP8fxS  
 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% =u,8(:R]s  
J<'7z%2w  
+_E\Omcw  
kd3vlp  
5. 增加一个粗糙表面 z:
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JF%_8Ye5  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 0Ia8x?80V  
 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。 fkjo  
$^XCI%DH  
q%H#04Yh  
,%uK^U.zk  
XzH"dDAVE  
kTQvMa-X9D  
 t R(Nko  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 o[ua$+67E  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 v[UrOT:  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 "N\tR[P!  
WU" Lu  
K>a+-QWK3  
;I5u"MDHGI  
6. 对衍射级次效率的影响 ]g0h7q)79  
'q:t48&  
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粗糙度参数： (> {CwtH][  
 最小特征尺寸：20nm #,4CeD|(D,  
 总的调制高度：200nm F}C.F  
 高度轮廓 {@7{!I|eD  
q#n0!5Lv2  
Q-qM"8I  
fZH";_"1  
ZI0C%c.~  
 效率 "B~ow{3  
*co=<g]4KY  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 0<{zW%w  
ox2?d<dC6  
hA0g'X2eC  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm i3s,C;7[2  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 Gd]!D~[1  
Y9K$6lz  
Z|h&Zd1z  
Y\sSW
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 效率 :*`5|'G}  
M2.Pf s  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 6u'+#nm  
:k"VR,riF  
粗糙度参数： O6[,K1,  
 最小特征尺寸：40nm x<
S
?"  
 总调制高度：200nm c~0hu*&  
 高度轮廓 !}TZmwf'  
O'OVj  
*_aeK~du.  
eVVm"96Q.;  
 效率 "/O`#Do/  
etPb^&#$  
'|9fDzW"]  
,xJ1\_GI`  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 PS13h_j  
nVp*u9]  
n&`=.[+A  
粗糙度参数： S"/M+m+ ]  
 最小特征尺寸：40nm is2OJ,  
 全高度调制：400nm ,Qd;t  
 高度轮廓 dCF!.  
O7MFKAaD  
SR4cR)Iz
 
 效率 $eI=5
 
 bK7j"  
)sh+cfTCb  
~; emUU  
%B,>6 `[  
 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。 RwG@C|sG  
/hojm6MM  
7. 总结 *gJ:irah  
 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)。 +;H-0Q5  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 w=]bj0<A=  
 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。 3Pj 6(cf  
 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^KMYvH g  

经典，学下。。。，，