[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。 _Gb O>'kE  
wUJ>?u9  
1. 建模任务 +B#+'  
Z6\H4,k&  
D.:6X'hp  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ?VRf5 Cr-  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 p?idl`?^3  

CA[3R  
2. 建模任务：正弦光栅 *MD\YFXR  
,B8u?{O  
x-z方向(截面视图) s"-gnW  
-RKqbfmi=  
}T1.~E  
光栅参数： Y)*:'&~2e  
 周期：0.908um FzM<0FJRX  
 高度：1.15um 2,
R5mL$  
(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) S:YQVj  
q>5K:5  
3. 建模任务 H:5-S  
~|kSQ7O^  
5u=$m^@{  
eJ3;Sd''  
Tk~Y  
 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。 u!@(u!Qz  
5SQqE@g%  
 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。 n5s2\(  
sn-P&"q  
:ND e<6?u  
3D^!U}E  
4. 光滑结构的分析 J<h!H  
,(y6XUV~  
5h7M3s  
>p?Vv0*  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 9kby-A4
 
 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% ({!S!k  
#BhDC.CcW  
rF\L}& Sw  
Z(wj5;[G  
5. 增加一个粗糙表面 H7?Sd(U  
u6MHdCJ0y  
&OXm^f)
K  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 F!qt=)V@w  
 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。 H_vGa!_  
]@wKm1%v  
.9VhDrCK  
_2~+%{/m,  
.g?Ppma  
-I'Jm=q3]  
<swfYT!N  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 h\lyt(.s  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Q$58K9  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 tFvXVfml  
 `;HZO8  
a?1lj,"~R  
opfg %*  
6. 对衍射级次效率的影响 PTP0 _|K  
3{H&{@Q  
S(#v<C,hd  
粗糙度参数： vf0 fa46  
 最小特征尺寸：20nm Ev]oPCeA  
 总的调制高度：200nm BG^)?_69  
 高度轮廓 .Ge`)_e  
<TEDqQ  
Zt ;u8O  
z*e`2n#\  
DDBf89$\  
 效率 XE($t2x,M  
vn1*D-?  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 XDyFe'1I  
o7kQ&w  
AYsiaSTRqW  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm Fp~0 ^  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 OICH:(t_  
UFGUP]J>  
G]RFGwGt  
d$B+xW  
 效率 &xE+PfX  
#3}!Q0   
 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。 AsO)BeUD  
9S/X,|i  
粗糙度参数： D!rD-e  
 最小特征尺寸：40nm \2[sUY<W  
 总调制高度：200nm kJ"}JRA<  
 高度轮廓 Z)!#+m83>-  
ODCv^4}9  

[B@R(z=H  
Z> <,t~o}  
 效率 NszqI  
'<1Q;3Ho  
WQBpU?O  
o+g\\5s  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ZO&F15$P  
$D;-;5[-/r  
nVoP:FHH  
粗糙度参数： % |G"ZPO?  
 最小特征尺寸：40nm HY,VJxR[  
 全高度调制：400nm 7VW/v4n  
 高度轮廓 \me-#: Gu  
qF4=MQm\aE  
C^ZDUj`  
 效率 d(F4-kBd  
"O<TNSbrC  
+?^lnoX  
8X)1bNGqhe  
TlpQ9T  
 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。 b|u,[jEB  
jBU!xCO  
7. 总结 I&>5b7Uf  
 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)。 \:>eZl?  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 t'*2)U  
 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。 vPM2cc/o  
 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。 kY#sQz}8  

经典，学下。。。，，