[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。 XMI*obS'z  
M co:eE  
1. 建模任务 b}R_@_<u  
DPzW,
aIgv  
4@-tT;$  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 -pYmM d,  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 PF`uwx@zH  
D j9aTO  
2. 建模任务：正弦光栅 8IlUbj  
/(BS<A  
x-z方向(截面视图) kT@ITA22  
o&1mX  
eVfD&&@  
光栅参数： , lR(5ZI  
 周期：0.908um *m"9F'(Sd  
 高度：1.15um ta)gOc)r R  
(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) _s^tL2Pc  
utZI'5i  
3. 建模任务 v8f3B<kj  
#H~55))F  
lubsLI  
qB$-H' j:;  
8?nn4]P  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 -t4:%-wv  
FFw(`[A_  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 .:j{d}p}  
XS&Pc  
mw
5>[  
`VwG]2 I  
4. 光滑结构的分析 b/UXO$_~-  
b;QgL_w  
!}*vM@)1  
5_!L"sJ  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 eQ[akVMk  
 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% MM32\}Y6  
V4Rs  
t`JT  
jo"nK,r  
5. 增加一个粗糙表面 "Y+VNS  
.@&FJYkLYi  
6n2RTH  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 w@-G_-6W  
 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。 y05!-G:Y\  
T/|!^qLF  
HMUx/M.j  
KcV"<9rE  
gaXo)oS  
\>:t={>;  
oqwW  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 ]#M"|iTR  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 GcRH$
,<XG  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 DL,R~  
z!6_u@^-  
N#M>2b<A/T  
: _Y^o  
6. 对衍射级次效率的影响 X40gJV<  
|gA@$1+}  
"T5jz#H#/  
粗糙度参数： @~2k5pa  
 最小特征尺寸：20nm mfZbo#KS#v  
 总的调制高度：200nm 3|$?T|#B  
 高度轮廓 &G%AQpDW5  
:j+E]|d(~6  
\)28,`  
3)VO{Cj!  
c= 2E/x?  
 效率 +jrx;xwot  
;fqp!|J  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ~W>{Dd(J_  
T+XcEI6w  
ypM,i  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm z&!o1uq  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 53uptQ{  
$!G|+OuTR  
MkVv5C  
n2*Ua/J-8  
 效率 E7h@c>I
K  
51s\)d%l  
 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。 0D4 4  
%+/v")8+?  
粗糙度参数： IJ.H/l}h  
 最小特征尺寸：40nm WClprSl8  
 总调制高度：200nm v0WB.`rO  
 高度轮廓 LGy62 y$  
~C 3Y/}  
A["6dbvv  
';.TQ_I7Y  
 效率 VKXi*F9  
mKM[[l&A  
9J%O$sF  
UV%o&tv|<  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 zk70D_}L  

xz@*V>QT  
miBCq
l@x  
粗糙度参数： `&a8Wv  
 最小特征尺寸：40nm c5
f57Z  
 全高度调制：400nm or ~@!  
 高度轮廓 z1RHdu0;z  
vIi&D;  
]nV_K}!w  
 效率 sk5=$My  
8fvKVS  
]mJ9CP8P1c  
;mV>k_AG  
z4.|N  
 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。 qYqd-R  
Y,n8co^  
7. 总结 -[=@'NP  
 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)。 '
#K~hep  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ^l(,'>Cn  
 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。 L(y~ ,Kc  
 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。 pOy(XUV9O  
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QQ：2987619807 ]w)
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