[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。 66>X$nx(z  
zZ-/S~l  
1. 建模任务 HkRvcX 5  
5u9lKno  
phb ;D  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 FDuA5At  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 4IZAJqw(*  
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/C{  
2. 建模任务：正弦光栅 [MAPa  
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x-z方向(截面视图) th*
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!8|r$mN8  
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BX  
光栅参数： kPy7e~  
 周期：0.908um 4S>#>(n7=  
 高度：1.15um ?@x$ h  
(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) [Y
lRz  
a++gwl  
3. 建模任务 n>JJ Xw,,  
%Jl6e}!  
4Kj8i  
B7C<;`5TiD  

Se[=$W  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 \``w>Xy8  
M1P;x._n  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 *cFGDQ!  
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&/' O?HWl  
^`xS|Sq1D  
4. 光滑结构的分析 '#A_KHD  
zuMz6#aCC8  
5![ILa_  
]c_lNHssmq  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ec^{ez@`  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% KpG'E  
e 0$m<5  
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;gHcDnH)  
5. 增加一个粗糙表面 [Ti' X#  
dXn$XGF%R  
v^/<2/E"?4  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 K
7x;/O  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。  nmL|v  
R^@`]dX$  
6U|"d[  
}3 ~*/30V  
V=1yg24B<  
Qe7 SH{  
7Fa<m]k  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 [4;_8-[Nv  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 PCDv
EbpG  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 !:vQg+S  
k=Wt57jt  
g~|x^d^;|  
Kzt:rhiB  
6. 对衍射级次效率的影响 8PeVHpZ  
YuoErP=P  
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Gb7c~  
粗糙度参数： 3M^`6W[;  
 最小特征尺寸：20nm RAEN  &M  
 总的调制高度：200nm lzFg(Ds!f  
 高度轮廓 Ak`?,*LM  
UK8k`;^KI  
GXv2B%i8  
&8%^o9sH  
i7\>uni  
 效率 +K=RMqM-8  
3!?QQT,!)  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 #N=_-
  
oe9S$C;$'  
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qOu8Jh  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm H?ue!5R#L  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 )5<dmK@  
f .h$jyp(  
zZ<~yi3A9  
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 效率 (d <p
xx  
z;0]T=g  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 v!mP9c j  
N7s9"i  
粗糙度参数： Df1eHa5-7  
 最小特征尺寸：40nm aO<H!
hK  
 总调制高度：200nm b]8\%=d  
 高度轮廓 wDh&S{N  
d?CU+=A&|  
?GZ?
HK|  
KA`)dMWL  
 效率 .= 8Es#  
h!hv{c  
+hWeN&A  
yg4ILL  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 i079 V  
0wETv  
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粗糙度参数： /hyCR___  
 最小特征尺寸：40nm =4x-x nA  
 全高度调制：400nm OL&VisJ{75  
 高度轮廓 twTRw:.!f  
jm|zn  
L\<J|87p?  
 效率 nm,Tng oj  
wK%x
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AWmJm)  
pq5bK0NQ  
abV,]x&.0  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 'ka"0~:NS{  
Au?(_*/0  
7. 总结 %x$mAOUv  
 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)。 &cx]7
:;  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 jmnrpXaAx  
 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。 X`daaG_l  
 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。 [  **F  

经典，学下。。。，，