[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。 P@#6.Bb#V  
3}Pa,uN  
1. 建模任务 B^{DCHu/  
sEa:p:!  
XijQ)}'C3  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 >Ko )Z&j9W  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 19_F\32  
qMkP/BjV  
2. 建模任务：正弦光栅 l{4\Wn Va  
&~8}y+z  
x-z方向(截面视图) Df9}YI;?  
#0c`"2t&M  
JQqDUd  
光栅参数： "O`;zC  
 周期：0.908um ]F~5l?4u#  
 高度：1.15um tznT*EQr  
(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) {)M4h?.2  
Jz6PqU|=  
3. 建模任务 b8Qm4b?:4  
@?U5t1O<  
T>?~eYHXs  
Jc+U$h4  
VO9<:R  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 +J} 41  
S.z;Bm  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 IO4 IaeM  
TJ<PT  
Am0$UeSZ  
yRtFUlm`  
4. 光滑结构的分析 (bw;zNW  
4}CRM# W2  
e0TnA N  
=cQwR:):  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ra3WLK  
 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% eIO}/npT]Q  
;dnn 2)m  
)q,}jeM8  
3Rm$  
5. 增加一个粗糙表面 }fA3{Ro  
86Rit!ih  
U;31}'b  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 YW5E |z  
 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。 ><=af 9T  
PQK_*hJG"  
;KhYh S(q  
W)l&4#__(  
Q*wx6Pu8  
`XnFc*L 1  
_eF*8 /z  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 kB 2bT}  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ,uw&)A  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 @6E[K'5c1  
%F7aFvl*  
0MOAd!N  
Hq~ 2,#Ue  
6. 对衍射级次效率的影响 U+ 8[Ia(t  
8c~H![2u  
o^ 4+eE  
粗糙度参数： M]W4S4&Y=  
 最小特征尺寸：20nm 29GiNy+ob  
 总的调制高度：200nm M_e!s}F  
 高度轮廓 1vThb  
4 qnQF]4  
8177x7UG2[  
{r"
s.|
n  
 }N[sydL  
 效率 ,ToED  
* n[6H  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ex['{
|a{  
RsbrD8*AD  
L+u_153  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm pSAXp#g  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 O~D}&M@/R  
] =D+a&  
vL><Y.kOEs  
QK72F  
 效率 HG^8&uh]  
83dOSS2  
 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。 FUH1Z+9  
bUBuJ  
粗糙度参数： e#AB0-f  
 最小特征尺寸：40nm H1w;Wb1se  
 总调制高度：200nm aCMcu\rd  
 高度轮廓 v|hi;l@7E  
< ;g0?M\  
l`1ZS8 [.  
Cr&ua|%F  
 效率 !b7H  
"}!vYr
  
b/ynCf8X  
rUyT5Vf  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 iCHZ{<k  
9Hu%Z/[!p  
5E%W;$3Pb  
粗糙度参数： a5)+5  
 最小特征尺寸：40nm V +hV&|=  
 全高度调制：400nm B<oi,S  
 高度轮廓 4jXyA/F9V  
IuTTMAt  
)j$Bo{  
 效率 WcdU fv(>  
0 cQf_o  
|k^X!C0  
9KP+  
)JjfPb64  
 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。 Lt*H|9  
Ghj6&K%b0  
7. 总结 KLxg  
 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)。 ubgq8@;  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 J3$ihH.  
 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。 /qz(ra  
 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。 -wO`o<  

经典，学下。。。，，