[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。 02:`Joy2D  
uaLjHR0  
1. 建模任务 G;pc,\MF  
:;]O;RXt  
^7:UC\_  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 }4,[oD  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 g\49[U}[~F  
+t]Ge >S  
2. 建模任务：正弦光栅 cwHbm%  
x97L>>|  
x-z方向(截面视图) 'OU3-K  
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G}dq ft5"  
光栅参数： j97K\]tQ  
 周期：0.908um .\ vrBf  
 高度：1.15um Pvm pWa  
(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) 2c*}1 _  
QZL,zI]LL  
3. 建模任务 g`6I,6G  
O/&Qzt  
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`0W+(9}  
{XnBj}C  
 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。 }Os7[4RW  
(r1"!~d@  
 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。 ZpwFC7LW  
i\K88B&24  
F*4G@)  
2UBAk')O}  
4. 光滑结构的分析 8SupoS  
S} &1_I  
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&}_tALg  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 kWCxc0  
 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% Jg.^h1>x  
tCj\U+;  
W$gjcsv  
R0q|{5S  
5. 增加一个粗糙表面 +}f}!h;  
#1'p?%K.  
&mba{O  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。  Ozsvsa  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 "DecS:\  
N=@8~{V.  
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0/~{,  
@~i :8  
:?)q"hE  
8'Q&FW3"  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 3_J({  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 E8aD
[j[w  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ]-OF3+l4  
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#Xi9O.  
6""i<oR  
6. 对衍射级次效率的影响 - G=doP0  
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粗糙度参数： PD^Cj?wm  
 最小特征尺寸：20nm d(,M  
 总的调制高度：200nm T>5N$i  
 高度轮廓 -[z1r)RZ  
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Ge*N%=MX8  
 效率 S6{y%K2y&  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 [tJp^?6*  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 8@KGc )k  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 wqJ1^>TB  
S\@U3|Q5  
A/~^4DR  
+ ;B K|([#  
 效率 HQc^ybX5  
Y>CZ  
 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。 J/c5)IB|  
0w6"p>s>c  
粗糙度参数： JiX-t\V~  
 最小特征尺寸：40nm o
ox;8d4}y  
 总调制高度：200nm xp]_>WGq  
 高度轮廓 t'HrI-x  
S"R(6:hkgu  
4z^VwKH\j  
:?\Je+iA  
 效率 }`_x%]EJ  
GAlM:>  
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W"5VqN6v  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 FivqyT7i  
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粗糙度参数： ifadnl26 s  
 最小特征尺寸：40nm bqQR";  
 全高度调制：400nm v(Q-RR  
 高度轮廓 69zMWuY  
b25C[C5C  

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 效率 [9~6, ;6  
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4R9y~~+  
 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。 ;<BMgO}N  
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7. 总结 6FEIQ#`{  
 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)。 D3C3_ @*  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 R(GL{Dh}L  
 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。 +w(B9rH  
 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。 #9q ]jjH E  

经典，学下。。。，，