[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。 60Z]M+8y8  
to6;?uC+|i  
1. 建模任务 dS`Bk6Y  
d3]hyTqbtm  
7rHS^8'H&  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ?_`0G/xl  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 &)pK%SAM  
g8'DoHJ*  
2. 建模任务：正弦光栅 jFerYv&K~  
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x-z方向(截面视图) r Db>&s3  
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光栅参数： A{<xc[w;p  
 周期：0.908um /dDzZ%/@  
 高度：1.15um d/7lefF  
(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) Bfd-:`Jk  
Qeb}!k2A  
3. 建模任务 @rb l^  
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a)2yE,":  
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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。 yZJ*dadAr  
#\bP7a+  
 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。 a-n4:QT  
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FyG6!t%  
4. 光滑结构的分析 $gp!w8h  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 qvt-  
 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% LEh)g[  
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E4  
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5. 增加一个粗糙表面 0zqj0   
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Vos?PqUi 4  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 @XOi62(  
 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。 hbuZaxo<  
OR+A_:c.D  

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J-J3=JG  
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H?}wl%  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 #Y[H8TW  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 /BH.>R4`A  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ~4 FDKUC  
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;mO,3dV  
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6. 对衍射级次效率的影响 qmmv7==  
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粗糙度参数： p q
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 最小特征尺寸：20nm Kj*m r%IaU  
 总的调制高度：200nm N4[E~-  
 高度轮廓 I$N7pobh  
Um ;kd&#x  
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 效率 Riql,g/  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 >rwYDT#m]  
hU,$|_WDy  
jA2ofC  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ci7~KewJ*  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ?@a$!_  
F7uhuqA]N  
'P/taEi=R  
P,1exgq9  
 效率 /8p&Qf>lJ1  
yv${M u  
 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。 ",ad7Y7i  
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粗糙度参数： H!JWc'(<$  
 最小特征尺寸：40nm  EW5]!%  
 总调制高度：200nm fI[dhd6  
 高度轮廓 $i&\\QNn  
70<K.T<b  
4? {*(  
,iOZ|  
 效率 G4yUC<TqBP  
pSrsp r  
UQdyv(jXq  
B_@7IbB  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ~}%&p& p  
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K|~AA"I;  
粗糙度参数： g!`BXmW  
 最小特征尺寸：40nm !'PlDGD  
 全高度调制：400nm /a%KS3>V*  
 高度轮廓 I:/4t^%  
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F=5kF/}x-z  
 效率 Z`"n:'&  
3dU#Ueu  
coO.kTO;  
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]84YvpfW  
 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。 Gavkil  
4`G=q^GL,  
7. 总结 a?\ `  
 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)。 ~6fRS2u  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 /~"AG l.  
 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。 %rFllb7  
 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。 |Qq+8IeYG  
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