[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。 zoO9N oUHW  
bx%P-r31  
1. 建模任务
b}5hqIy  
o0Pc^  
9lCZi?  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 1F58 2 l  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 eXsFPM  
Q.`O;D}x  
2. 建模任务：正弦光栅 ]WP[hF  
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x-z方向(截面视图) `PeWV[?  
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光栅参数： YF(TG]?6  
 周期：0.908um SSG}'W!z  
 高度：1.15um c=A)_ZFg  
(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) Kh;jiK !  
6=xbi{m$  
3. 建模任务 }Qo:;&"3  
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om'DaG`A  
 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。 f MDM\&f  
VvTs87  
 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。 H3Z"u  
v5!G/TZ1  
<xWBS/K  
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4. 光滑结构的分析 -H;p +XAY  
$VLCD  
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(0/)vZc  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 +8etCx  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% ~Q)137u]P  
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4 9zOhG |  
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5. 增加一个粗糙表面 umD[4aP~;  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Pxn;]!Z#  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 j.L`@  
L?c7M}vV  
Cyw cJ  
ihrl!A5  
ix=H=U]Q{  
I3ZbHb-)_,  
N<54_(|X  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 ;f8$vW];  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 4&c7^ 4w~  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 FOU^Wcop%  
=5-|H;da  
n^7$ST#'bV  
E'g2<k  
6. 对衍射级次效率的影响 D|1pBn.b]'  
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粗糙度参数： > CPJp!u  
 最小特征尺寸：20nm '
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 总的调制高度：200nm *
qLOr6  
 高度轮廓 3 #zwY  
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N8>;BHBV!  
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2_4m}T3  
 效率 cQaEh1n  
DfCo=  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 sH>Z{xjr  
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b7:B[7yK.x  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm y!9facg  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 -k19BDJ,W  
IJ%S[>  
VS#i>nlT  
Us]Uy|j  
 效率 $z9z'^HqO  
&&w7-  
 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。 (/c&#W  
o'3t(dyyH  
粗糙度参数： 'M*+HY\.0  
 最小特征尺寸：40nm 3eV(2  
 总调制高度：200nm |xTf:@hgHf  
 高度轮廓 `NC{+A  
'CDRb3w}B  
}@pe`AF^  
GB+U>nf  
 效率 XB &-k<C  
r"a4;&mf  
2 AZ[gr@c  
Xf.w(-  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 0;-S){  
6N4/p=lE  
a; Ihv#q  
粗糙度参数： ^ ,Bxq^'D  
 最小特征尺寸：40nm :;u~M(R  
 全高度调制：400nm R{r0dK"_  
 高度轮廓 Zcg=a_  
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ms=Ilz  
 效率 ;6o p|  
:8;8-c  
Pl=X<B
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Kfc(GL?
 
BZqb o`9  
 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。 ybtje=3E  
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7. 总结 Q1Z;vzQfg  
 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<b -|t9f  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ~e[)]b3  
 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。 %Gn(b1X  
 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。 %ma1LN[  

经典，学下。。。，，