[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。 dpFVN[\oK  
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1. 建模任务 #fL8
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 $ KRI'4  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 IhBp%^H0-  
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2. 建模任务：正弦光栅 :Pg}Zz<  
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x-z方向(截面视图) WJ d%2pO]  
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光栅参数： v\,N5  
 周期：0.908um N,f4*PQ  
 高度：1.15um aj"M>zd*}  
(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) 581e+iC~<H  
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3. 建模任务 dTL5-@  
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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。 m "M("%  

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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。 JGFt0He]  
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4. 光滑结构的分析 rx5B=M  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 )OLq_':^@  
 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% xESjM1A)  
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5. 增加一个粗糙表面 O$g_@B0E1  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 VN'Wq7>6  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 ~=wCwA|1  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 oR~e#<$;  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 s3 ;DG  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 @<@SMK)  
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6. 对衍射级次效率的影响 v`c$!L5  
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粗糙度参数： PU {uE[  
 最小特征尺寸：20nm aP&D9
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 总的调制高度：200nm '>k{tPi.  
 高度轮廓 FkqQf8HB  
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 效率 +-
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 I<=Df5M  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm o+?rI p  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 +zkm(  
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 效率 )2Hff.  
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 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 U
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粗糙度参数： jko"MfJ  
 最小特征尺寸：40nm ?`zgq>R}w[  
 总调制高度：200nm H<ZU#U0FZf  
 高度轮廓 RiO="tX'  
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 效率 [rreFSy#@  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 !]S=z^"<  
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粗糙度参数： }t>q9bZ9z  
 最小特征尺寸：40nm (\dK4JJ  
 全高度调制：400nm ACV ek  
 高度轮廓 qd!#t]  
{$^SP7qV#>  
6U,fz#<,}  
 效率 y~F<9;$=  
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hN(L@0)  
aEx(rLd+  
L"rcv:QWZa  
 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。 g-yi xU  
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7. 总结 qSQ@p\O~  
 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)。 vZajT!h  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 |,}E0G.  
 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。 g]`bnZ7  
 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。 kd;'}x=5yP  
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QQ：2987619807 7CrpUh