[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。 f%Ns[S~r  
M*z~gOZ  
1. 建模任务 !u_Y7i3^  
>ZPsjQuf"  
0*rQ3Z  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 }2<r,  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 /`f^Y>4gD  
)^m%i]L_  
2. 建模任务：正弦光栅 mX\TD0$d  
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x-z方向(截面视图) ERpnuMb  
3^R&:|,  
p<zSJLN  
光栅参数： Y,WuBH  
 周期：0.908um _z'u pb&  
 高度：1.15um e<
=cdze  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) S'A>2>  
~Q?a|mV,  
3. 建模任务 Pf|siC^;s~  
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f#?fxUH~  
LA@w:Fg  
K%"5ImM  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 LNrX;{ Z  
F{EnOr`,m=  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 3|1ilP  
SF&BbjBE0  
|p><'Q%*  
6b+b/>G0  
4. 光滑结构的分析 ]Bm/eRy"  
Pdt6nzfr  
u:[vaBh91  
CACTE  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 wS4.8iJ  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% (@t(?Js  
R(2tlZ  
,_yhz0.  
'<rZm=48  
5. 增加一个粗糙表面 ,17hGKM  
nX(+s*Y+w  
*8#i$w11M  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 oN{Z+T :  
 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。 I 4,K43|  
PIH*Rw*GKZ  
@$LWWTr;  
4T!+D  
T-5nB>)  
D&}3$ 7>  
iTag+G4*  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 QS{1CC9$  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 89\n;5'f4  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 KcK>%%  
gA:5M  
3=Cc.a/3  
Ttxqf:OMf  
6. 对衍射级次效率的影响 fRtUvC-#H  
O9EKRt  
JcbwDlUb  
粗糙度参数： j:E<p_T  
 最小特征尺寸：20nm uoHNn7W  
 总的调制高度：200nm %kB8'a3  
 高度轮廓 ~v]!+`_J  
bzX\IrJpOZ  
t?9v^vFR  
O [i#9)  
SzUpWy&  
 效率 0%m)@ukb  
+m8!U=Zi  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 G8r``{C!  
zipS ]YD  
(N&lHLy  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm B>GE9y5  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ,Fi>p0bz  
9G+V;0Q  
qIY~dQ|  
9(6I<]#  
 效率 ``OD.aY^s  
&|!7Z4N  
 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。 0&/b42W  
Iz ;G*W18  
粗糙度参数： );Z1a&K5k  
 最小特征尺寸：40nm M-[$L XR  
 总调制高度：200nm _cc#Qlw 7  
 高度轮廓 7.Z@Wr?  
S(uf(q|{  
Q8D
QlqHm  
n84GZ5O>7  
 效率 -u?S=h}  
e46/{4F,  
*,Za6.=  
ik!..9aB  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 'JNElXqrv  
f|R"uW +  
>lBD<;T  
粗糙度参数： fH)YFn/  
 最小特征尺寸：40nm F0:A]`|  
 全高度调制：400nm DSt]{fl`P  
 高度轮廓 7{I h_.#  
xia|+  
ds&e|VSH;  
 效率 '3<fsK=  
Pv<24:ao  
Ay !G1;  
de>v  
(s{RnD  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 6%fKuMpK(  
?c7*_<W5  
7. 总结 XK: 9r{r{  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 HO[wTB|D]  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 +
3&zN(  
 光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 ^|TG$`M(w
 
 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。 r\blyWi  

经典，学下。。。，，