[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。 AmZW=n2^  
%^d<go^  
1. 建模任务 1G6 \}El95  
L]%!YP\<T  
*8_Dn}u?Jx  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 5UJ ?1"J  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 DK?Z  
Eyz.^)r  
2. 建模任务：正弦光栅 X`3_ yeQc  
!C|Z+w9Y  
x-z方向(截面视图) gj iFpW4  
,zuS)?  
lQiw8qD  
光栅参数： (?g+.]Dt,  
 周期：0.908um +p`BoF9~  
 高度：1.15um Y<jX[ET!  
(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) vS"h`pL  
Wx8:GBM$2  
3. 建模任务 @lX%Fix9  
s)fahc(@E  
rT=C/SKP  
4x}U+1B  
Lq$ig8V:O7  
 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。 Uf|uFGb  
}& W=   
 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。 7_P33l8y  
# S/n3  
3~7!=s\v  
:iLRCK3C  
4. 光滑结构的分析 k6J&4?xZ
  
Q"D5D rj  
YK[2KTlo  
B=;kC#Emtf  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 xMNQT.A  
 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.qT7d(  
M>|ZBEK  
D/Ok  
.%)uCLZr$  
5. 增加一个粗糙表面 @87Y/_l  
\q*-9_M  
=4'V}p  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 KO7
&
dM  
 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。 +lfO4^V  
-.y1]4  
,}]v7DD  
DQ3L=  
Y#Q!mbp  
*l4[`7|  

=Gu&0f  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 [*5]NNB  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 N&p0Emg  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 XVqkw@Ia4!  
TE$6=;  
Ihf)gfHj  
37kVJQcA1  
6. 对衍射级次效率的影响 L%(NXSfu7  
9Q}g Vqn  
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w.nY]J  
粗糙度参数： 3~bB2APk  
 最小特征尺寸：20nm yyljyE  
 总的调制高度：200nm FG[rH]  
 高度轮廓 i0$*):b  
O1c:X7lHc  
1P[x.t#  
zG<<MR/<  
yc~<h/}#  
 效率 B~ i  
/+JnEFf  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 2aCf?l(  
_~;%zFX  
RZV6;=/  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm d1\nMm}v  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 G 3,v'D5  
ssx#|InY  
K$Vu[!l`  
GW'v\O  
 效率 hXth\e\[{`  
u%e~a]  
 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。 Q17d
cgd  
t4#gW$+^?H  
粗糙度参数： eGq7+  
 最小特征尺寸：40nm yD7}  
 总调制高度：200nm ap )B%9  
 高度轮廓 ~qeFSU(  
5Y^"&h[/  
F/BR#J1  
O#ZZ PJ"  
 效率 X>=`l)ZR  
lTqlQ<`V  
.gDq+~r8O  
v.Q#<@B^:  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 RYEZ'<  
9/{zS3h3  
>":xnX#  
粗糙度参数： a24 AmoWx  
 最小特征尺寸：40nm uStAZ~b\  
 全高度调制：400nm _C?Wk:Y@  
 高度轮廓 ) yMrET m  
N$]er'`  
XP?jsBE  
 效率 c**&,aL  
q/U-6A[0  
\(P?=] -  
B??07j  
U[f00m5{HV  
 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。 r)'vn[A  
5\bGCf  
7. 总结 nPXP9wmh4x  
 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)。 9m$;C'}Z  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 e9KD mX_  
 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。 rl%,9JD!  
 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。 I61S0lz/  

经典，学下。。。，，