[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。 ]^>Inh!  
vw!7f|Pg ~  
1. 建模任务 L;")C,CwQ  
lhYJectJa  
kR %,:   
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 2QbKh)  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 plB8iN`x<  
_0rt.NRD  
2. 建模任务：正弦光栅 ,jC~U s<  
J&~I4ko]  
x-z方向(截面视图) ASoBa&vX  
faRQj:R8  
98R/^\  
光栅参数： 02;'"EmP$  
 周期：0.908um _VdJFjY?zc  
 高度：1.15um jRC{8^
98  
(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) u->[y1JY  
7=fNvES2  
3. 建模任务 q!0HsF  
[DjlkA/Zg  
|+Rx)  
2Xv}JPS2As  
yO7H!}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。 %I
VM1  
lH_p
G~  
 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。 Cj~e` VRhk  
2(GYk
 
`Z>=5:+G@2  
4uO88[=  
4. 光滑结构的分析 9'H:pb2  
B^TgEr  
0AWxU?$A4  
N~v<8vJq`  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 IxWi>8  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% tE-bHu370  
o<48'>[  
uaP5(hUI  
-:_3N2U=+  
5. 增加一个粗糙表面 nnRb  
[^a7l$fmi  
}KUK|p5  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 j-J/yhWO&  
 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。 '@KH@~OzRS  
\bF<f02P  
#s\yO~F-  
qm_r~j  
4s|qxCks  
(bI/s'?K  
)Az0.}  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 L:&'z:,<  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Xl<*Fn?  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 %?V~7tHm>  
vD#kH1  
5.\|*+E~  
)xU+M{p-os  
6. 对衍射级次效率的影响 B)DuikV.D  
p<D@l2vt  
|ul{d|  
粗糙度参数： N?rE:0SJ  
 最小特征尺寸：20nm [C-FJ>=S  
 总的调制高度：200nm 3hJ51=_0^  
 高度轮廓 ?vWF[ DRd'  
*=O3kUoL  
WaX!y$/z  
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R9-mq;u+  
 效率 nZYO}bv\  
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(SF6  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 .P5
'\  
hd/'>]  
\O~/^ Y3U!  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm @v&P;=lU  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 x3 ( _fS  
wLI1q
oDM  
2Gj)fMK38  
QS4~":D/C  
 效率 h4ntjk|{i7  
;c|_z 9+  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 NyC&j`d  
fY=:geB  
粗糙度参数： !%(kMN  
 最小特征尺寸：40nm XLYGhM  
 总调制高度：200nm m%;LJ~R  
 高度轮廓 t5 ^hZZ  
V4Qy^nn1  
x<w-j[{k_K  
}=|{"C  
 效率 8ZjRMr}  
($UUgjv F  
}[c.OJ:   
b,jo94.G  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 u+6L>7t88I  
/Wl8Jf7'  
w4Hq|N1-Y  
粗糙度参数： &+hk5?c /  
 最小特征尺寸：40nm &N/dxKZcc  
 全高度调制：400nm jc!V|w^  
 高度轮廓 H<nA*Zf2@R  
5TeGdfu @  
g#1Y4  
 效率 ^)`e}}  
mL#$8wUdt{  
X4'!:&  
F]N?_ bo  
i&)([C0z$  
 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。 ZifDU@J$t  
i3L2N~:V  
7. 总结 
2zv:j7  
 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)。 JXt_
  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ^e\$g2)
.  
 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。 Ne3YhCC>  
 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。 K,PN:  

经典，学下。。。，，