[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。 s.bT[0Vl  
y 2cL2c$BT  
1. 建模任务 VEr 6uvB  
D'85VZEFyo  
3[iSF5%V*p  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 gRw.AXRa  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ~t$mw,  
<XY;fhnB  
2. 建模任务：正弦光栅 '[n)N@h  
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x-z方向(截面视图) vx PDC~3;  
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光栅参数： )Xq@v']%~9  
 周期：0.908um d~vTD|Et  
 高度：1.15um ./';P<)  
(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) 8Yo-~,Gb  
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3. 建模任务 )#)
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Z={D0`  
 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。 A8#.1uEgNb  
#: dR^zr<  
 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。 :,urb*  
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$^!a`Xr  
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4. 光滑结构的分析 &e/@yu)x,  
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Xs{:[vRW  
`4$4bXrP'  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 U)SM),bE[  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% y|FBYcn#F  
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E\ K  
5. 增加一个粗糙表面 HVtr,jg  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Y\+(rC27  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 ?7fQ1/emhO  
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<^H1)=tlF  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 Qx6,>'Qk'  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 s_S<gR  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 {
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A^}i^  
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6. 对衍射级次效率的影响 d,GtH)(s  
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粗糙度参数： hqhu^.}]  
 最小特征尺寸：20nm H<r
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 总的调制高度：200nm o(Ua",|  
 高度轮廓 -13P 2<i+  
+cPE4(d  
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 效率 2uJNc!&  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm O<eWq]  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 78^UgO/  
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Yj^avO=;  
6b#:H~ <  
 效率 [9db=$v8$  
#Lhj0M;a  
 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。 H|rX$P  
avHD'zU}N  
粗糙度参数： uFm(R/V  
 最小特征尺寸：40nm +WU|sAK"  
 总调制高度：200nm h a,=LV  
 高度轮廓 Tdk2436=  
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2$SofG6D}  
 效率 20Cie q  
Cu ['&_@  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 (^s&M  
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粗糙度参数： !ho5VAt  
 最小特征尺寸：40nm q5'yD;[hE  
 全高度调制：400nm $p}~,Kp/  
 高度轮廓 !%Hl#Pv}  
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1a=9z'8V  
 效率 <.AC=4@V  
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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。 :EQme0OW  
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7. 总结 v0hfY   
 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[KN^2YS  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ulPrb>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。 <<W.x)#:  
 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#?OV5  

经典，学下。。。，，