[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。 ,o0Kevz  
LN.*gGl  
1. 建模任务 ]ZP!y  
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R'vNJDFY  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 R-<8j`[0  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 1he5Zevm}  
KiFTj$w,  
2. 建模任务：正弦光栅 CAx eJ`Q  
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x-z方向(截面视图) }/\`'LQ  
C[jX;//Jiu  
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光栅参数： Dk$<fMS,7c  
 周期：0.908um !Ea9 fe  
 高度：1.15um O#):*II`9  
(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) av5a2r0W1  
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3. 建模任务 z`$c4p6G6  

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'Q7^bF^  
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ZNDi;6e  
 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。 0
WKS  
tux0}|[^'  
 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。 ?WqaT)l~  
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Ahba1\,N$  
sV5") /~  
4. 光滑结构的分析 ?EHheZ{  
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d-m.aP)y:  
$%M]2_W(
 
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 hosY`"X  
 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% zG/? wP"  
G3]#Du  
h6?Z  
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5. 增加一个粗糙表面 QY<5o;m`  
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E8R;S}PA
 
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ;PMh>ZE`  
 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。 u8%X~K\  
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H[OgnnM  
F&7|`o3  
Px*<-t|R-  
rev*G:  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 Y.tT#
J^=  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 dkDPze9l  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 < FO=PM  
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6. 对衍射级次效率的影响 ,=[%#gS  
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粗糙度参数： gVR]z9  
 最小特征尺寸：20nm +w?R4Sxjn  
 总的调制高度：200nm &|RTLGwX  
 高度轮廓 dkCUU  
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ZE_  
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0x]?rd+q8Q  
 效率  O&|<2Qr  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 "&4r!2A  
Av5:/c.B  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm NT5
'U  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 PR$;*|@  
udLIAV*  
gM=:80  
&{+0a[rN  
 效率 qdv O>k3  
yrfV&C%=n  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 fbbbTZy  
n;N79`mZC  
粗糙度参数： s<k2vbhI  
 最小特征尺寸：40nm i 61k  
 总调制高度：200nm ,J!$Q0e  
 高度轮廓 HDZl
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hEsiAbTyF  
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y pbwfM]  
 效率 S5y.H  
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B,w ZI4oi*  
.1{{E8Fj  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 Z 
f\~Cl  
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Vmncv3  
A0k?$ko  
粗糙度参数： b7Zo~Z  
 最小特征尺寸：40nm vI5lp5( -3  
 全高度调制：400nm DmLx"%H3  
 高度轮廓 5ct&fjmR_  
tLfhW1"  
a6e{bAuq  
 效率 Xw!\,"{s  

Y-YuY  
DyGls8<\!  
` K{k0_{  
x6s|al  
 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。 ozRTY9S _;  
c:9n8skE7  
7. 总结 L1/`/  
 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)。 z
"UC$  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 U{hu7  
 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。 %60 OS3  
 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。 ^sLx3a  

经典，学下。。。，，