[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。 BaNU}@  
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1. 建模任务 Q' OuZKhA  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 7]<F>97  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 =R"Eb1  
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2. 建模任务：正弦光栅 s[vPH8qb  
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x-z方向(截面视图) LZZ:P
 
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光栅参数： .f?qUg  
 周期：0.908um vUodp#s  
 高度：1.15um ~%8Q75tn.  
(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) qCxD{-9x{  
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3. 建模任务 Bp=oTCG  
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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。 U||w6:W5  
c],frhmyd  
 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。 AD!<%h:  
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4. 光滑结构的分析 iz%A0Z+`bg  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 $<>EwW  
 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% yBD2  
H2FFw-xW  
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5. 增加一个粗糙表面 5M\=+5wB  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ,GXfy9x7U  
 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。 /
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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)。 a@_
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 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 fj t_9-.  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 AZ9\
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6. 对衍射级次效率的影响 s eZ<52f2  
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粗糙度参数： ;iC'{S  
 最小特征尺寸：20nm ID)gq_k[8,  
 总的调制高度：200nm &fd4IO/O  
 高度轮廓 6nWx>R<  
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 效率 q[|`&6B  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 |gRgQGeB  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ]-5jgz"  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 yDkDtO`K  
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4@mXtA  
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 效率 k-ex<el)#  
On.x~t  
 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。 v yLAs;  
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粗糙度参数： V&+$Vq  
 最小特征尺寸：40nm yDyeP{  
 总调制高度：200nm C94UF7al  
 高度轮廓 eZod}~J8  
^.1VhTB  
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v{{2<,l  
 效率 @Rb1)$~#  
s^?sJUj  
>eTgP._  
]vkHU6d  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 5<?c_l9X^  
A{Htpm~  
'/Cz{<,  
粗糙度参数： 2au(8IWu  
 最小特征尺寸：40nm cYwC,\uF  
 全高度调制：400nm j% USu+&  
 高度轮廓 >.w
d)  
Vv)E41  
c)!s[oL  
 效率 yqb<<4I  
9PGR#!!F$  
"gikX/Co=  
-zLI!F 0  
F4<2.V)#-  
 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。 wYMX1=  
?| LB:8  
7. 总结 @bCiaBdi  
 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)。 ZUJOBjb` K  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 UG'U D"  
 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。 H'\EA(v+  
 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。 LP-Q'vb<=  
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QQ：2987619807 JIKxY$GS