[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。 Gspb\HJ^  
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1. 建模任务 [y&uc  
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3De(:c)@  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 dAr=X4LE  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ILIv43QKM(  
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2. 建模任务：正弦光栅 J(Fk@{!F.*  
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x-z方向(截面视图) v:gdG|n"  
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光栅参数： pM-mZ/?  
 周期：0.908um oi7Y
?hTj  
 高度：1.15um "uP~hFA7M  
(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) 5p>rQq0  
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3. 建模任务
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 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。 T}jW,Ost  
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 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。 z
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f{-,"6Y1  
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4. 光滑结构的分析 &-L9ws  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 Flaqgi/j  
 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% qu0
q LM  
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5. 增加一个粗糙表面 b
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F$S/zh$)0  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 $S^rKp#  
 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。 } x KvN  
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W~5gTiBZ]  
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S[CWrPaDQ  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 OKA6S*  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ]YY4{E(9d  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ^97[(89G9  
On}b|ev  
.*?)L3n+t  
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6. 对衍射级次效率的影响 _8 l=65GW  
7 6HB@'xY  
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粗糙度参数： 1pqYB]*u_  
 最小特征尺寸：20nm GuF-HP}xM  
 总的调制高度：200nm 2
<*Yq8  
 高度轮廓 0ke1KKy/d  
&`_|[Y ]H  
ie/QSte  
m|[cEZxHB  
r#d]"3tH  
 效率 <)+;Bg  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 OA7=kH@3c  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm qz 29f  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 akQb%Wq  
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hP/uS%X   
R=W$3Ue~,  
 效率 z.W1Za  
tfv@ )9  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 xG(:O@  
K,*IfHi6[  
粗糙度参数： FYK}AR<=  
 最小特征尺寸：40nm &<hk&B  
 总调制高度：200nm :0Fwaw9PH"  
 高度轮廓 )EG-
xo@X  
ik0w\*  
:$QwOz^N*  
)Y?E$=M+B  
 效率 C|rl",&  
7RgnL<t~:8  
S1!_ IK$m  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 3iiOxg?j  
ezd@>(hJ  
*oIKddZh  
粗糙度参数： .|K\1qGW0  
 最小特征尺寸：40nm 8
7nsWBe  
 全高度调制：400nm dRTpG
z  
 高度轮廓 U9AtC.IG!  
cH7D@p}  
s_,&"->  
 效率 vaZ?>94  
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Rd:e  
UOIZ8Po  
qxD<mZ@-R0  
QpifO  
 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。 y] ~X{v  
x[%% )[d  
7. 总结 {K2F(kz?T  
 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)。 ::8E?c  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 3
K_!:[  
 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。 LZu_-I  
 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。 k_Edug~B  
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