[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。 1tzV
8(7  
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1. 建模任务 wl=61Mb  
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5,"l0nrk  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 c2l_$p  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 H2gj=krK  
$Byj}^;1  
2. 建模任务：正弦光栅 UAS@R`?
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x-z方向(截面视图) 6+rlXmd  
10Wz,vW,n  

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光栅参数： *TW=/+j  
 周期：0.908um CLD-mx|?  
 高度：1.15um EC&@I+'8Q  
(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) 0x2!<z  
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3. 建模任务 [t\B6XxT  
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 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。 0Y=![tO8  
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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。 =tTqN+4  
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S&C1TC  
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4. 光滑结构的分析 YKZrEP4^  
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23(=Xp3;>  
6~:Sgt nU  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 SZ![%)83  
 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% B-.v0R`5  
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UnDgu4#R`A  
5. 增加一个粗糙表面 (oK^c-x  
F,Xo|jjj  
\b'xt  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 U7mozHS,:9  
 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。 `7aDEzmJ  
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^ OJyN,A  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 kpwt]]e*  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Oh.ZPG=  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 xieP "6  
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6. 对衍射级次效率的影响 31^cz*V  
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粗糙度参数： <[aDo%,A  
 最小特征尺寸：20nm _s,ao'/  
 总的调制高度：200nm r#PMy$7L  
 高度轮廓 80}+MWdo  
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p]D]: Z}P  
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 效率 VO3pm
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 idc`p?XP  

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RT/o$$  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm f8 /'%$N  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 $aCd/&  
)O+}T5c=  
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r'LVa6e"N  
 效率 <%}QDO8\i  
F~#zxwd  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 L(S'6z~_9  
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粗糙度参数： a/Q$cOs  
 最小特征尺寸：40nm z@|dzvjl Q  
 总调制高度：200nm &adI (s~  
 高度轮廓 V!%jf:k  
hD,:w%M  
mpC`Yk  
v dbO(  
 效率 m~#!  
W+wA_s2&D  
',3HlOJ:  
B0$:b!  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ^VW PdH/Fe  
2I3h MD0  
s..lK "b  
粗糙度参数： 1sE?YJP-  
 最小特征尺寸：40nm 6h?gs"[j  
 全高度调制：400nm Ft=zzoVKg  
 高度轮廓 +:=(#Y  
m`#Od^vk  
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 效率 ( m\$hX  
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2M<R(W!&  
<H3ezv1M  
 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。 I4;A8I  
R2etB*k6[  
7. 总结 ;Mm7n12z C  
 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)。 ^m#-9-`  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ` 8W*  
 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。 'ckQg=zPR  
 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。 a8u9aEB  

经典，学下。。。，，