[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。 3,6f}:CG  
=W:=}ODD  
1. 建模任务 rVl 8?uy  
*vuI'EbM  
<r t$~}  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 #5z0~Mg-X  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 [WG\wj.  
VwPoQ9pIS  
2. 建模任务：正弦光栅 {5<fvMO!6  
wL="p) TO.  
x-z方向(截面视图) NjOUe?BQ  
jHn7H)F8  
2%`= LGQC  
光栅参数： /(51\RYkir  
 周期：0.908um c$7~EP  
 高度：1.15um }_
XiRm<  
(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) 4\ Xaou2V[  
Mh5> hD  
3. 建模任务 :=ek~s.UV  
F=1 #qo<?  
TEd5&Z  
M>p<1`t-&  
PDuBf&/e  
 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_
czUM  
!W@mW 5J|  
 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。 3-{BXht)  
bHv"
!  
"IT7.!=@9  
Q'Osw"  
4. 光滑结构的分析 6{1=3.CL  
$KGMAg/H  
j_N<aX  
I@/ G#3Zr  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 C:5-h(#  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% qfE0J;e   
/[FDiJH2  
rVNx2  
/u4RZ|&as  
5. 增加一个粗糙表面 [=q/f2_1.  
u5k{.&  
I\k<PglRA  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 9>S)*lU&s  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 KxX[8  
goIvm:
?  
i`r`Fj}-S-  
b^h_`  
JpC=ACF  
d,98W=7  
{jB>]7  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 nWIZ0Nde'  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 nJN-U+)u  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 .k]`z>
uv  
)0exGx+:  
Gd%i?(U,R  
m.m6.  
6. 对衍射级次效率的影响 ^rVHaI  
l1DJ<I2  
jj2iF/  
粗糙度参数： U+x^!{[/  
 最小特征尺寸：20nm fc*>ky.v  
 总的调制高度：200nm )4=86>XJT  
 高度轮廓 B\RAX#  
iv~R4;;)  
Za{O9Qc?D|  
:$b`n  
X+XDfEt:Q  
 效率 QX<n^W  
A[+)PkR  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 mufGv%U2  
qhxMO[f  
Unb2D4&'  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ]{6/6jl  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 f%o[eW#  
6U*CR=4  
D#&9zR86F  
U3a
2wK  
 效率 Xs052c|s  
dXh[Ea^  
 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。 i#*[, P~  
:lB`K>)iB}  
粗糙度参数： #("M4}~  
 最小特征尺寸：40nm x*vD^1"'P  
 总调制高度：200nm /&Oo)OB;  
 高度轮廓 _,L_H[FN  
'z"vk  
p*Q-o  
k5Cy/gR  
 效率 (&SU)Uvu  
LsWD^JE.  
W9%v#;2  
^\ x'4!W  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 + kKanm[!v  
v@%4i
~N  
NF8<9  
粗糙度参数： >g{&Qx`&  
 最小特征尺寸：40nm )ovAGO  
 全高度调制：400nm \PxT47[@e  
 高度轮廓 JW[6 ^Rw  
Q<V(#)*  
v=@y7P1  
 效率 \lQ3j8U  
/*y5W-'d^  
X3}eq|r9  
e|{R2z"^  
zfKO)Itd  
 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。 ts,r,{  
,N(Yjq"R  
7. 总结 We{@0K/O
 
 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)。 z='%NZY  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 U)8yd,qG[%  
 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。 Mm@G{J\\  
 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|E9}Il]  

经典，学下。。。，，