[技术]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。 XL_X0(AKf  
H6 ( ~6Bp5  
1. 建模任务 %?J\P@  
1wmS?  
zkYlIUD  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 <~!7?ak  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 KYD,eVQ  
p+
@Wh3  
2. 建模任务：正弦光栅 b{)9?%_  
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x-z方向(截面视图) e2*0NT^R  
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zNuiBLxDs  
光栅参数： h ^g"FSzP  
 周期：0.908um zL5r8mD3  
 高度：1.15um r
+3V+:f  
(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) -v8Jn#f  
;'!U/N;-  
3. 建模任务 k$y(H;XA  
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x~!B.4gT2  
S&}7jRH1  
8N4W}YBs  
 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。 C_dsYuQ5R  
@=h%;"  
 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。 Yr-a8aSTE5  
Y}7'OM  
{J%Na&D  
p<?~~7V  
4. 光滑结构的分析 p<Wb^BE  
^LaI{UDw%h  
GBzC<e#  
vnMt>]w-}  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 M(HU^?B{'  
 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% *>V6KW  
$"0t1  
U2 <*BRJ  
^+oi|y  
5. 增加一个粗糙表面 yZ~<! 5.P  
Q2cF++Q1  
?{?mA
bc  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ?aEBS
 
 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。 X5U_|XK6Y  
0{F"b'h  
e &^BPzg  
}X$vriW  
h?j;*|o-  
lyI rO"o  
Y'i0=w6G  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 nMx0+N1  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 o+;=C@,'  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 \#1!qeF  
q~p,A>K  
`IOp*8  
!H{)L@f  
6. 对衍射级次效率的影响 t>7t4>X  
Hj |~*kG  
N#@xo)-H  
粗糙度参数： MG>g?s
'!  
 最小特征尺寸：20nm leiED'  
 总的调制高度：200nm </t_<I0{  
 高度轮廓 OHssUt  
FH)bE#4  
7U:,:=  
(aVsp*E  
kMKI=>s+  
 效率 =x>z|1  
Odxq]HlbO  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 x,E#+ m  
:{h,0w'd  
<Xm5re.  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 9<kKno  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 k^Tu9}[W1  
:>nk63
V (  
5IW^^<kiu  
583ej2HPg  
 效率 6R%c+ok8i  
cx|[P6d  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 HQ7-,!XO  
j$T2ff6  
粗糙度参数： MVjc.^  
 最小特征尺寸：40nm Vm'ReH  
 总调制高度：200nm $}TqBBe  
 高度轮廓 TUJ]u2J8?  
}!0,(<EsV  
e~$MIHBY]  
(*&6XTV(  
 效率 Wq0h3AjR  
H`-%)c=  
B5#a 4G.  
NhCO C  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 V J){@  
1KruGq~  
5U|f"3&8  
粗糙度参数： P0RMd
f  
 最小特征尺寸：40nm \>cZ=  
 全高度调制：400nm |?s%8c'w=  
 高度轮廓 )jR:\fe  
174H@  
I-kM~q_  
 效率 }tft@,dIC  
2-o,4EfHVO  
P{(m:`N  
\b.2f+;3  
#Q 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。 ^>GL<1 1  
PHDKx+$  
7. 总结 1dfA 8=L,s  
 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)。 =)Ew6} W6  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 GK95=?f~8;  
 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。 F5:*;E;$  
 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。 zY[6Ia{L  

经典，学下。。。，，