[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。 #
@R0$x  
Y|>dS8f;4  
1. 建模任务 [&)]-2w2  
LgqQr6y"  
pgU[di  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 =RoG?gd{R  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 3BFOZV+  
UcRP/LR%C  
2. 建模任务：正弦光栅 TZn 15-O  
%w;qu1j  
x-z方向(截面视图) g`Z=Y7jLH  
CMt<oT6.?  
iC"iR\Qu  
光栅参数： c+Q'4E0|  
 周期：0.908um HIg2y  
 高度：1.15um lx)^
wAO4  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) Iy<>-e"|  
UP
~28%>X  
3. 建模任务 /bo}I-<2  
>)>f~>  
&f*orM:  
[Vd$FDki  
k<gH*=uXY'  
 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。 b1&tk~D  
-n
g1RA>
 
 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。 iRQ!J1SGcG  
l_I)d7  
d"wA"*8~y  
M0V<Ay\%O  
4. 光滑结构的分析 t{md&k4  
f ,F X# _4  
Ak'=l;  
$8tk|uh  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 '{&Q&3J_  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% )6"}M;v  
H 4<"+7  
)Z7Vm2a  
X9x`i  
5. 增加一个粗糙表面 A5<t>6Y  
u]p21)m$x  
,i>`Urd  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 K<S3gb?0  
 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。 <BR^Dv07U  
K
nwy%5.Z  
|T:R.=R$~  

Z#[?~P  
DiFLat]X  
sf*4|P}  
%rwvY`\  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 !KHgHKEW^  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 lY%I("2=  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 #QNN;&L]R  
(t&RFzE?G  
F*72g)hVh  
%>KbaM1b  
6. 对衍射级次效率的影响 f%G\'q]#F  
EX,>V,.UV  
q*I*B1p[m  
粗糙度参数： l\<.*6r  
 最小特征尺寸：20nm k^5Lv#Z  
 总的调制高度：200nm qO6M5g:   
 高度轮廓 +nYFLe  
`TBXJ(Y  
yw1&I^7  
U1\7Hcs$  
yRXML\Ge  
 效率 o'2eSm0H  
$n<a`PdH  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 BT7{]2?&V  
]#:WL)@  
g'.OzD  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm PTe L3L  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 n!)$e;l  
BJ|l  
 -WC0W  
K[[~G1Z  
 效率 ON2o^-%=  
Hw \of  
 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。 ;(C<gt,r}  
*,\v|]fc  
粗糙度参数： X^\D"fmE.  
 最小特征尺寸：40nm 'ZbWr*bo  
 总调制高度：200nm 3h7RQ:lUi  
 高度轮廓 )/RG-L  
JR!-1tnc  
}gbLWx'iG  
v,w af`)J  
 效率  "*d6E}wG  
M(X _I`\E  
T$;S  
Q'OtXs 80  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ,`geOJn'  
%"WENa/t  
IkCuw./  
粗糙度参数： 1 Pk+zBJ$  
 最小特征尺寸：40nm 7FC!^)x1  
 全高度调制：400nm DY2*B"^  
 高度轮廓 ocGrB)7eD  
P$EiD+5#z  
 ?eS;Yc  
 效率 b-u@?G|<  
yqN`R\d  
9c@M(U@Yh  
$qD\ku;'  
[)"\Aq  
 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。 $nt&'Xnv  
X4%uY  
7. 总结 KqI:g*H'x7  
 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)。 :-?ZU4)  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。  2%@tnk|@  
 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。 ^KhJBM/Z  
 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。 %o?)`z9-  
;,77|]<XE  
p:08q B|uQ  
QQ：2987619807 AjK5x@\