[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。 * SG0-_S  
P
v`^#BX'  
1. 建模任务 5s>$  
Z50]g  
CW Y'
q  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 (s,*soAN  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 bQ=R,  
:G|
Jcl=r  
2. 建模任务：正弦光栅 Nd&u*&S  
.! LOhZ  
x-z方向(截面视图) (d[)U<  
.(  vS/  
6|05-x|  
光栅参数： oUm"
qt_  
 周期：0.908um Xv'M\T}6C+  
 高度：1.15um ?R0sY ?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) M[0@3"}}  
aT#R#7<Eg  
3. 建模任务 H;<hmbN?d  
'hL\xf{  
6ZVJ2xs[%  
+gTnq")wnI  
aF$HF;-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。 GP uAIoBo  
;""V s6  
 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。 5isejR{r  
,|b<as@X  
+E QRNbA  
]OH
zE]Q  
4. 光滑结构的分析 a Kb2:1EQ  
@R?S-*o  
5-}4jwk  
"7RQrz  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 L&lNpMT  
 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% 5>7ECe*  
O~B iqm  
\{n]&IjA  
L '342(  
5. 增加一个粗糙表面 r}9qK%C G.  
A%u-6"  
qU#
Gz7/  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 $CO^dFf  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 KLs%{'[7:  
{y'c*NS  
cp2e,%o  
CJ&0<Z}{m  
Q5iuK#/  
2<yE3:VX  
VVvV]rU~  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 y`=A$>A  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 &D uvy#J  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 \no[>L]  
[X=-x=S,  
vKDRjrF-  
,~gY'Ql  
6. 对衍射级次效率的影响 Ym-uElWo  
}V?SedsY  
OR4!73[I  
粗糙度参数： 1,Uv;s;{  
 最小特征尺寸：20nm I* \o  
 总的调制高度：200nm |Z$heYP:w  
 高度轮廓 y_38;8ex  
h{yqNl  
s6w</  
$TL~SVHj;{  
"Sc_E}q|e  
 效率 >"B95$x5  
7Cx%G/(  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 .ev'd&l.  
gc7S_D~;  
"kz``6C  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm Wj/.rG&tE  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ;_,=  
U/m6% )Yx(  
]0zXpMNI  
%s%v|HDs  
 效率 &
p"ks8"  
2r"-X  
 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。 1fm\5/}'`1  
 Jt.dR6,  
粗糙度参数： MSoLx' <  
 最小特征尺寸：40nm $985q@pV0  
 总调制高度：200nm 7Nw7a;h  
 高度轮廓 ioIUIp+B~u  
^LE`Y>&m  
Y>{K2#k  
ea=@r Ng  
 效率 +T+f``RcK  
$xyG0Q.  
D!ToCVos  
j Aw&5,  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 )
$I;)`q  
O$E3ry+?  
9l@VxX68M  
粗糙度参数： <K%qaf  
 最小特征尺寸：40nm cnXIE{9M  
 全高度调制：400nm Q_euNoA0  
 高度轮廓 `ux U H#  
bg*4Z?[dd  
:kfHILi  
 效率 3205gI,  
(!&cf
abL  
[iwn"e  
:t8(w>oW  
>;dMumX  
 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。 +#}I^N  
0"(5\T  
7. 总结 j` 9pZAF  
 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)。 {j+w|;dZF  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 o>WH;EBL  
 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。 q%w\UAqA  
 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。 $U<so{xn%  

经典，学下。。。，，