[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。 z42
F,4Gk  
z@Hp,|Vy[  
1. 建模任务 ZA(T  
%ow^dzW  
Pftx
qJz  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ?okx<'"[  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 VDbI-P&c  
JkQ\)^5v  
2. 建模任务：正弦光栅 7~1IO|4t  
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x-z方向(截面视图) v~|?3/{Q  
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光栅参数： 0?0Jz  
 周期：0.908um v2+!1r7@  
 高度：1.15um +q<B.XxkA  
(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) ]J7Qgp)i  
)ChqATKg  
3. 建模任务 iK()&TNz  
X"aEJ|y  
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"xJ0 vlw  
t*XN_=E$f  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 ciQZHH2  
Dw<k3zaW  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 u3 0s_\  
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*QGm//b  
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4. 光滑结构的分析 @A<PkpNL  
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~lAKJs#{  
5ETip'<KT6  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 WjSc/3Qy  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% 6NWn(pZ]p  
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5Por "&%  
a>O9pX  
5. 增加一个粗糙表面 Hu3wdq  
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[:o !$  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 IuF
_M<d,  
 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。 RoGwK*j0+  
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)0 W`  
D]G)j  
VZ& A%UFC  
7JJ/D4uT  
WI> P-D  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 .iMN,+qP  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 $j}OB6^I  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 j^tW Iz  
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YKmsQ(q`N  
B.r4$:+jb2  
6. 对衍射级次效率的影响 uj>WgU  
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粗糙度参数： YOr:sb  
 最小特征尺寸：20nm 7/7Z`  
 总的调制高度：200nm NA3\  
 高度轮廓 k3?rp`V1  
P 3MhU;  
Yim<>. !  
OU5*9_7.  
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 效率 W[EKD 7  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 bXUy9-L  
~/^5) g_  
G
,Z^g|6  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm /~*_x=p:  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 jls-@Wl  
X\EVTd)@  
3rLTF\  
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c&%m  
 效率 Hbv6_H  
WJ<^E"^  
 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。 @36u8pE  
gs!(;N\j|  
粗糙度参数： A_Frk'{qhB  
 最小特征尺寸：40nm "&Po,AWa  
 总调制高度：200nm 9zYVC[o  
 高度轮廓 4_Dp+
^JF  
T~QJO0  
g&/T*L  
{uzf"%VtP  
 效率 __mF?m  
jZ NOt  
W9NX=gE4  
D %Xo&V[  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 &0f5:M{P  
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q, O$ %-70  
粗糙度参数： :y7c k/>  
 最小特征尺寸：40nm : ]C~gc  
 全高度调制：400nm k)EX(T\  
 高度轮廓 2-Y<4'>  
/Q,mJ.CnSR  
MEB it  
 效率 <b,~:9*?  
pz"0J_xDM  
M4as  
P.gb1$7<  
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 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。 t!RiUZAo  
N7e"@Ic  
7. 总结 1GzAG;UUo6  
 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)。 k:7(D_  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 -GxaV #{  
 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。 -'6Dg  
 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。 21"1NJzP  

经典，学下。。。，，