[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。 ur\v[k=  
02Z>#AE  
1. 建模任务 TxZ ^zj  
(<f`}, QxD  
DgOO\
 
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 9!hiCqA&  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 B%95M|  
>"qnuv G  
2. 建模任务：正弦光栅 Ps3wg=ni[  
I_"1.  
x-z方向(截面视图) 8r@_b  
E?> ERO3  
 uY]nqb  
光栅参数： `]L&2RS  
 周期：0.908um Y#3<w  
 高度：1.15um |/,XdTSy  
(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) 'UGkL;  
D/1{v  
3. 建模任务 *g =ey?1S  
@ToY,@]e  
AS[yNCsjC  
-LAYj:4  
)H&rr(  
 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。 ?1\rf$l8  
if6/
+7  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 m44Ab6gpsb  
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|l)z^V!  
4. 光滑结构的分析 =<ngtN  
<d".v  
QXTl'.SfF  
y; LL^:rq  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。
zS]8ma  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% n&V\s0  
%3B0s?,I  
BeAkG_uG  
:77dl/d%  
5. 增加一个粗糙表面 cE3g7
(a  
CAX)AN  
fUy:TCS  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 9$)I=Rpk=  
 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。 qx,>j4yw  
B%Pg:|  
{C6,h#|pg  
kXw&*B-/  
b4o`eR  
M`6rI  
B(+J?0Dj  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 ] B ZSW  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 JDi\?m d.  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 no6q3<re  
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T0=8 U; =  
~4e4Gyx c  
6. 对衍射级次效率的影响 m0*bz5  
7f!"vhCXM;  
v<+5B5"1  
粗糙度参数： (^x ,  
 最小特征尺寸：20nm RM/q\100  
 总的调制高度：200nm 0)=U:y.  
 高度轮廓 h B@M5Mc$  
QtM9G@%  
"Dr8}g:X  
pP JhF8Dt  
6x?3%0Km  
 效率 PNNY_t +I  
rUJIf;Zwo  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ;8!L*uMI  
kkvG=  
>"}z % #  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ZdcG6IG+  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ;;r}=0V*=  
14U:.
Q  
FVi7gg.?  
/)Ga<  
 效率 }q-*Ls~  
NR </Jm*  
 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。 QzV Q}  
X,
+M?  
粗糙度参数： G a1B&@T  
 最小特征尺寸：40nm s48 { R4  
 总调制高度：200nm -SF*DZ  
 高度轮廓 WoYXXYP/E  
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?(N~  
m]XG7:}V0  
 效率 j,:vK  
{:peArO  
m+Um^:\jX  
}iOFB&)w  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 2m! T.$  
PG@Uygahu  
(fSpY\JPI  
粗糙度参数： I=vGS  
 最小特征尺寸：40nm 7Pb:z4j  
 全高度调制：400nm 9hbn<Y  
 高度轮廓 OE{PP9eh  
at(oepq  
'f'zV@)  
 效率 zQPQP`  
;";#{B:  
iS/faXe5  
.|Ee,Un  
`XmT)C  
 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。 klUW_d-  
L("zS%qr  
7. 总结 sTmY'5ry  
 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)。 pb`!_GmB  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 f&ZFG>)6  
 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。 [*{G,=tF`Y  
 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。 ggP#2I\  

经典，学下。。。，，