[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。 NCSb`SC:  
.Fh5:WN  
1. 建模任务 C`knFGb  
**0Y*Ax@  
#.tF&$ik  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 C2eei're  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 94|BSxc  
tp*AA@~  
2. 建模任务：正弦光栅 h+ELtf  
;Cyt2]F  
x-z方向(截面视图) HPwmi[  
l!q i:H<=1  
eB!0:nHN  
光栅参数： =`vUWO
Nn  
 周期：0.908um <r3F*S=  
 高度：1.15um &&(sZGw  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) t]"3vE>  
lgA9p 4-  
3. 建模任务 d:=5y)  
T92k"fBY  
aCFO]  
3=5+NJ'8  
't^OIil  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 @oug^]a  
](-:l6  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 PGu6hV{  
&gcKv1a\  
01#a  
ep
,kImT  
4. 光滑结构的分析 )>$xbo")k  
X )g
<F  
(?YTQ8QR  
sRb)*p'  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 0P\)L`cG  
 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% )MW.Y  
:)?w2'O  
0j4bu}@  
>,A:zbs&  
5. 增加一个粗糙表面 3@s|tm1  
Q6kkMLh  
>K;p+( <6  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 !1)lGjMW  
 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。 y$#mk3(e~t  
XrtB&h|C  
;VYL7Xu](  
^0A'XCULG  
+;pdG[N  
}O5c.3  
x>;!`}x  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 |zGwt Z  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Nx;U]O6
A  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 !YsLx[+  
b 9F=}.4  
D*DCMMp=0  
;0P2nc:U~  
6. 对衍射级次效率的影响 4=>/x90y  
XQ%*U=)s  
^zO%O653  
粗糙度参数： t!AHTtI  
 最小特征尺寸：20nm PDzVXLpC  
 总的调制高度：200nm u==bLl=$  
 高度轮廓 b,$H!V*  
[F*t2 -ta  
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2'?,f  
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dI  
"<t/*$
42  
 效率 [>oq~[e)?  
t+W+f  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 8 POrD8B  
yfnqu4Cn  
uqnoE;57^  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm BPIp3i  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 959&I0=g"  
mfIY7DP  
P'KaWu9z  
b-@6w(j  
 效率 NELQo#kjZ  
\3hhM}6)DM  
 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。 wt? 8-_  
N9r02c  
粗糙度参数： 6K5KZZG  
 最小特征尺寸：40nm 5Q^ L"&0  
 总调制高度：200nm c_)vWU  
 高度轮廓 WhMr'l/e  
'bN\bbR  
dMp7 ,{FhF  
u7UqN  
 效率 &^8
>Kd8  
Pv1C o:  
t IdH?x  
KIps{_J[<  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 MRZWfc  
3x#=@i  
9qc1^F
s~  
粗糙度参数： .[? E1we  
 最小特征尺寸：40nm Vrf2%$g  
 全高度调制：400nm OziG|o
@I  
 高度轮廓 :(c2YZ   
+M/04  

U{q6_z|c  
 效率 1
uG?R  
57'=Qz52  
.Kv>*_
_-Q  
#r `hK)  
{d.`0v9h  
 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。 WIb\+!  
OY*BVJ^  
7. 总结 @]1E~  
 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)。 Is` S  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 |{k;pfPV  
 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!ltg
j  
 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。 ,--/oP  

经典，学下。。。，，