넓은 공차를 가지는 고효율 무편광 유전체 다층박막 회절격자 설계
Design of High-efficiency Polarization-independent Multilayer Dielectric Grating with a Wide Tolerance
0
조회
0
다운로드
0
인용
0
참고문헌
키워드
초록
무편광 회절격자는 두 편광 성분에서 모두 높은 −1차 회절 효율을 가지는 격자로, 이를 만족하는 공정 변수의 영역이 좁다. 이로 인하여 무편광 회절격자는 제작 수율이 낮은 단점을 가지고 있다. 본 연구에는 무편광 회절격자 제작 공정에서 발생할 수 있는 오차에 대한 민감도를 줄이기 위하여, 3개의 격자 층으로 구성된 무편광 유전체 다층박막 회절격자를 설계하였다. RCWA 기반 수치 해석과 최적화 기법을 적용하여 기준 파장 1060 nm에서 무편광 기준 평균 99.68%의 높은 회절효율을 확보하였으며, 각 격자층 및 결합층 두께의 공정 허용 범위를 분석한 결과, 기존의 단층 구조 회절격자 대비 본 논문에서 제작한 다층박막 회절격자의 공차가 약 2.4배 확대된 구조임을 확인하였다.
Abstract
Polarization-independent diffraction gratings are designed to exhibit high -1st-order diffraction efficiency for both the TE and TM polarizations. However, these gratings are typically limited by narrow process tolerance windows that constrain low fabrication yields. In this study, we proposea multilayer dielectric diffraction grating consisting of three grating layers, in order to reduce the sensitivity to fabrication errors. Using rigorous coupled-wave analysis (RCWA) and numerical optimization techniques, the proposed design achieves an average diffraction efficiency of 99.68% at the target wavelength of 1060 nm. Tolerance analysis of the grating layers and the match layer demonstrates that the proposed structure provides approximately 2.4 times broader fabrication tolerances compared to conventional single-layer ones.