[分享]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。 ^} P|L  
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1. 建模任务 7^P!@o$v!  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 {y0#(8-&  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 8'Sw?FbVA/  
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2. 建模任务：正弦光栅 fo9O+e s  
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x-z方向(截面视图) dtw1Am#Ci  
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光栅参数： +QT(~<  
 周期：0.908um C2NJrg4(  
 高度：1.15um ^UHt1[  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) 9=7),`$  
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3. 建模任务 %wn|H>  
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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。 3CK4a,]Dm  
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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。 :SUPGaUJ"  
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4. 光滑结构的分析 ":E 7#9  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 5 fY\0  
 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% xzTTK+D@  
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5. 增加一个粗糙表面 ZnSDq_Uk  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ]4wyuP,up  
 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。 &^$dHr6v  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 ~H!s{$.5  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 g]?&qF}  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 k?ubr)[)  
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6. 对衍射级次效率的影响 TD:NL4dm  
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粗糙度参数： 5>+>=)*  
 最小特征尺寸：20nm SRs1t6&y=  
 总的调制高度：200nm  C[MZ9r  
 高度轮廓 rUvjc4O}  
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 效率 `F5iZWW1  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 9a}rE  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm <y#-I%ed  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 , 6 P:S7  
(XW\4msB)I  
*6D0>F  
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 效率 KP{|xQ>  
:{@&5KQ8)  
 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。 
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IP^I1  
粗糙度参数： Ay\=&4dv  
 最小特征尺寸：40nm }z{2~ 0,  
 总调制高度：200nm kDJ$kv  
 高度轮廓 b|mWEB.p  
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?m.WqNBH7  
 效率 ^<X+t&!z  
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R gY-fc0  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 gB/4ro8  
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PwP;+R};|  
粗糙度参数： K;,zE6WD$$  
 最小特征尺寸：40nm 4q sIJJ[.  
 全高度调制：400nm z}I=:  
 高度轮廓 ~ [L4,q  
xs+pCK|  
2ghTAsUx9  
 效率 $="t7C9S  
B-Bgk  
+M4X r*  
lS"g[O+  
1>hY!nG h  
 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。 4C@ .X[r  
V1
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7. 总结 5(BB`)  
 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)。 #[ZF'9x  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ZH'- >/  
 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。 9G njJ  
 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。
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QQ：2987619807 /ZC/yGdIS_