[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。 0DIXd*oj&  
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1. 建模任务 >i:hdcxe  
2
dpTU=K4  
6%8,OOS  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 p0b2n a !  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 2uajK..b  
DFUW^0N  
2. 建模任务：正弦光栅 99]&X
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Q&d"uLsx  
x-z方向(截面视图) =4H"&Eu{  
<T0+-]i  
YlP8fxS  
光栅参数： IBY(wx[5S  
 周期：0.908um k#Bq8d  
 高度：1.15um +_E\Omcw  
(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) kd3vlp  
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3. 建模任务 JF%_8Ye5  
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A['0~tOP  
}1)tALA  
7yDWcm_y  
 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。 zG0191f  
hDsSOpj  
 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。 Lao
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c|,6(4j>$  
`r$c53|<u  
1P17]j2C  
4. 光滑结构的分析 2xEG s Q  
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+l8`oQuG  
ha -KfkPFE  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 zQNkjQ{mx  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% ;I5u"MDHGI  
]g0h7q)79  
<hA1[S}  
{0t-Q k  
5. 增加一个粗糙表面 j4fv-
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Z7S  
[G=+f6 a  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ; wpX  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。
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Pgp`g.$<  
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sPod)w?e  
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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)。 #XaTUT  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 MS~|F^g  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 g=gWkN <  
X-$\DXRIo  
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6. 对衍射级次效率的影响 tU :,s^E"#  
y_F{C 9KE  
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粗糙度参数： NPFrn[M$  
 最小特征尺寸：20nm f L}3I(VK  
 总的调制高度：200nm
1;Dug  
 高度轮廓 \~O}V~wE  
,8vqzI  
-x)zyq6  

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 效率  >>n
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sr*3uI-)L  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 '0juZ~>}  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm !|1GraiS  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 k^vsQ'TD  
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J7zby  
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 效率 
yHka7D  
#:5vN-9?  
 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。 z'(][SB  
jYv`kt  
粗糙度参数： W_C#a'$  
 最小特征尺寸：40nm x2KIGG^  
 总调制高度：200nm xXJl Qbs  
 高度轮廓 h)MU^aP  
}!W,/=z*  
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~ e4Pj`?=K  
 效率 Buue][[  
')8c  
+-VkRr#  
m-M.F9R  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 $jL{l8x  
2GHmA_7P  
!5/jDvh  
粗糙度参数： Mu>GgQSZ  
 最小特征尺寸：40nm rTgCmr'&  
 全高度调制：400nm [KT'aGK$  
 高度轮廓 ZP]l%6\.  
U1Z.#ETnM  
h]DS$WZ  
 效率 _aR_[  

ex-0@  
ncGg@$E  
?_!} lg  
+~E;x1&'  
 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。 \KGi54&Y  
g^V4+3v|a'  
7. 总结 Ed(6%kd  
 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)。 Gs2|#*6  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 h7}D//~p  
 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。 <vP{U  
 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。 OF4iGFw  

经典，学下。。。，，