[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。 <:rbK9MIl  
3+j!{tJ z2  
1. 建模任务 quPNwNy  
L\u6EMyV  
j(|9>J*,~G  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 6pHn%yE*  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ksB-fOv*N  
TzJp3  
2. 建模任务：正弦光栅 '8$*gIQ8  
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x-z方向(截面视图) pW>?%ft.  
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光栅参数： ~$O.KF
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 周期：0.908um "?<$>\@; q  
 高度：1.15um t69C48}15  
(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) }?0At<(d  
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3. 建模任务 YF]W<ZpY  
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{O4y Y=G  
rk$$gXg9/  
 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。 .D~ZE94@  
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 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。 dZ1/w0<M2  
Vlk]  
HX(Z
(rcI  
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4. 光滑结构的分析 n%M-L[n  
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VhWF(*  
`H:5D5]  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 Z;nbnRz  
 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% / p_mFA]@  
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2Op\`Ht&  
5. 增加一个粗糙表面 Hkc
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u9.x31^  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 O[tOpf@s.  
 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。 )@X `B d  
S-M| 6fv  
7(q EHZEr  
w4S0aR:yL  
lO Rym:P  
MS Ml  
8op,;Z7Y  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 ~s :Ml  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 @dy<=bh~  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 zjzW;bo( d  
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^^ Q'AE  
6. 对衍射级次效率的影响 _;;'/rs j  
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粗糙度参数： )CYm
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 最小特征尺寸：20nm ^* xhbM;  
 总的调制高度：200nm HF3W,eaqK  
 高度轮廓 [r,ZM  
$yZ(c#L  
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[>B`"nyNQ  
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 效率 .=j]PckJO  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 6vx0F?>_  
F~N
mLm  
}`O_  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm \m>mE/N  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ^!={=No]  
e~Oge  
&0E>
&1`7  
kl0!*j  
 效率 ,?OV39h  
CaSoR |  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 &8l"Dl  
mSw$? >  
粗糙度参数： x=UwyZ
 
 最小特征尺寸：40nm Cr!}qZq  
 总调制高度：200nm .>5KwEK~  
 高度轮廓 4K_fN  
%n^jho5  
]BY^.!Y  
l3d^V&Sk  
 效率 .|[5*-  
5hVp2w-  
S%h[e[[fST  
U"1z"PcV  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 .L,xqd[zC  
WUVRwJ 5  
VtNY~  
粗糙度参数： kRCuc}:SB  
 最小特征尺寸：40nm FME&vUh/  
 全高度调制：400nm 6ty>0  
 高度轮廓 6`KAl rH  
>L\>Th{o  
[n[!RddY  
 效率 On[:]#  
*W'F6Hpu  
s Zan.Kc#  
_\HMF  
z9@Tg=#i  
 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。 sh $mOy  
J! ;g.q  
7. 总结 &3 QdQn,  
 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)。 6} DGEHc1  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 P'.M.I@  
 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。 '$5.{o`s*1  
 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。 8PWx>}XPt  

经典，学下。。。，，