[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。 SJLis"8  
JT?h1v<H]  
1. 建模任务 QPx^_jA  
k+/6$pI  
h(4v8ae  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 RFGff
A&  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 /QQ*8o8  
?0.NIu,,o  
2. 建模任务：正弦光栅 =wJX0A|  
iscz}E,Y  
x-z方向(截面视图) s.rm7r@#  
R_KH"`q  
"Q<MS'a  
光栅参数： FmW(CGs  
 周期：0.908um &m3lXl  
 高度：1.15um y-k.U%  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) |)&%A%m  
4*L_)z&4;  
3. 建模任务 l} /F*  
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>?b!QU*a  
PCvWS.{  
txpgO1  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 0sqFF[i  
}C:r9?T  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 :/#rZPPF  
45e~6",  
QZs!{sZ  
!VJoM,b8  
4. 光滑结构的分析 *hx  
<} .$l  
"[k3kAm  
]lbuy7xj63  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 b-DvW4B  
 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% -"`=1l  
f 2.HF@  
3<!7>]A  
h\o.&6sd  
5. 增加一个粗糙表面 bsX[UF
  
VRMXtQ*1Dm  
?}0,o.  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 CY1Z'  
 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。 t!Xw
W$@  
WLT"ji0w2  
(e~Nq  
+2{Lh7Ks  
vQCy\Gi  
y0#2m6u  
L_T5nD^D  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 $I
=~S[p  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 AKC`TA*E  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 wj,=$RX  
3n _htgcv  
,prf;|e?  
A&VG~r$  
6. 对衍射级次效率的影响 *pq\MiD/  
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Sc0w.5m6  
粗糙度参数： ^sw?gH*  
 最小特征尺寸：20nm $Yq9P0Ya  
 总的调制高度：200nm ueudRb  
 高度轮廓 ;TYBx24vD'  
b9krOe*j  
_XBd3JN@
 
/xhKd]Q  
#e"[^_C@!  
 效率 XSRsGTCC=  
aUp g u"
 
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 A"]YM'.  
Psf#c:*_)  
@dKTx#gZ  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm GOPfXtkC  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 vaLSH xi  
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dWS  
]Um/FAW  
Hs8>anVo[  
 效率 j%kncGS  
Nb\4 /;#  
 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。 & 21%zPm  
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粗糙度参数： Xvu(vA  
 最小特征尺寸：40nm COlqcq'qAu  
 总调制高度：200nm )5,v!X)  
 高度轮廓 a(nlTMfu  
?9/G[[(  
:;}P*T*PU  
M%HU4pTW#o  
 效率 e ,(mR+a8  
:TbgFQ86~  
~ljXzD93Z  
fhiM U8(&  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 vXs"Dst  
kP:!/g  
N8jIMb'<  
粗糙度参数： `yyG/l  
 最小特征尺寸：40nm /v{I  
 全高度调制：400nm pBH
Ra?Y5  
 高度轮廓 01]f2.5  
Et$2Y-L.  
B\~}3!j  
 效率 vh^VxS  
9[4xFE?|  
y[;>#j$  
Q,g\  
c 9Mz]1@f  
 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。 D.:Zx  
m O_af  
7. 总结 BPrt'Nc  
 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)。 IGl9g_18  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 J.a]K[ci  
 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。 *dQSw)R  
 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。 rI\FI0zIp_  

经典，学下。。。，，