[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。 bkvm-$/  
&Is}<Ew  
1. 建模任务 `3CdW  
=>kE`"{!  
ZVin+z  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 R;]z/|8  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 $gv3Up"U  
9 Y-y?Y  
2. 建模任务：正弦光栅 BsJ d*-:X  
&O:IRR7p  
x-z方向(截面视图) q|}%6ztv-  
+=:*[JEK,U  
lI<Q=gd  
光栅参数： ,_N+t:*#0  
 周期：0.908um /YLHg5n8+  
 高度：1.15um m 3Y@p$i5  
(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) w I7iE4\vz  
QQPT=_P]  
3. 建模任务 ?m(]@6qa  
T|%pvTIe  
t{ R\\j  
T.}wcQf&*  
/qd5{%:  
 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。 bl8EzO  
!*tV[0i2  
 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。 XjRk1~  
YcaomPo  
UK7pQt}9  
hT0[O  
4. 光滑结构的分析 JdK'~-L  
$\w<.)"#  
EDA%qNd]j  
,Hzz:ce  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 zJ=lNb?q  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% <y}9Twdy  
w!j'k|b>  
ieL7jN,'m  
XsXO S8  
5. 增加一个粗糙表面 D"z3SLFW{  
2d#3LnO  
~\oF}7l$  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。  mdtG W  
 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。 dKk#j@[n"  
^vHh*Ub  
T)Zef  
yd|roG/  
=<;C5kSD  
z]%c6ty  
k Xg&}n7  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 LJc"T)>$`  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Xt.ca,`U  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 X3dXRDB'  
g!\H^d4  
vmj'X>Q  
{O=PVW2S  
6. 对衍射级次效率的影响  =] +owl2  
Z^[ ]s1iP}  
B4Fuvi  
粗糙度参数： CiNOGSlDj  
 最小特征尺寸：20nm WR<?_X_  
 总的调制高度：200nm -\9K'8 C  
 高度轮廓
3cA'9  
.}c&"L;W  
zCe[+F  
\V_Tc`  
H,3WdSL`K  
 效率 Nrn_Gy>|D  
cF
ZcBiw  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 c<a)Yqf"]  
PNs*+/-S  
t+ vz=`  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm U!\~LKfA  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 S0' ACt`  
X=KC+1e  
{ew; /;  
`x]`<kS;  
 效率 ^?8/9o  
.nzN5FB U  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 aJ"m`5]=%  
0NF=7 j  
粗糙度参数： TYKs2+S6  
 最小特征尺寸：40nm o* ~
aB_  
 总调制高度：200nm NXCvS0/h  
 高度轮廓 bP Q=88*  
]S
mN}Iq1  
gkmV;0  
+^DDWVp  
 效率 f.Y [2b  
]5r@`%9  
4D}hYk$eP0  
\2^o,1r/  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 4Ql9VM%y  
ij,Rq`}l  
pft-.1py  
粗糙度参数： c;Gf$9?iC  
 最小特征尺寸：40nm GO)5R,  
 全高度调制：400nm  b]gVZ-  
 高度轮廓 bE;c&g  
q5G`q&O5  
DF>3)oTF  
 效率 w>o/)TTJL  
cgi:"y F  
?C`r3  
\(MIDCZ@-  
W\2 ']7}e  
 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。 TM5 Y(Q*  
'3b'moy  
7. 总结 61w ({F  
 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)。 N8iLI`  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ` {qt4zd0  
 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。 jU-aa+  
 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。 e%lxRN"b  

经典，学下。。。，，