[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。 r7
8u=r  
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1+w  
1. 建模任务 d~togTs1  
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7Nv  
"N?%mCPI  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Verbmeg&n  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 m;;0 Cl  
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2. 建模任务：正弦光栅 : ;E7+m  
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x-z方向(截面视图) CT$& zEIm  
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光栅参数： \Owful  
 周期：0.908um C8bGae(  
 高度：1.15um F20wf1^  
(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)  kg/+vJ  
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3. 建模任务 0)6i~MglY  
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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。 @);!x41f  
J1gEjd  
 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*NC?\  
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4. 光滑结构的分析 y(bt56 | z  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 3$96+A^M*  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% pr[B$X.V  
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5. 增加一个粗糙表面 $ +GFOO  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 7T|J[WO  
 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。 0]h8)EW  
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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)。 ]JqkC4|  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 #iRyjD  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 8f{}ce'E*  
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6. 对衍射级次效率的影响 C\a:eSgaC  
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粗糙度参数： SILvqm  
 最小特征尺寸：20nm q563,s  
 总的调制高度：200nm $cJN9|$6  
 高度轮廓 rjpafGCp  
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 效率 PgG |7='  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 &x0TnW"g  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm X!+Mgh6  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 Y?vm%t`K  
CI,`R&=xO  
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EYx2IJ  
 效率 .e _D3Xp<  
J6["j  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 kX ,FQG>  
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粗糙度参数： @+CSY-g$  
 最小特征尺寸：40nm Q@ )rw0$  
 总调制高度：200nm 1=q?#PQ  
 高度轮廓 M%5$-;6~_  
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M(h H#_$  
 效率 =<'iLQb1  
\]`(xxt1  
#c)Ou!Ldb  
B]KLn?zt5  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 >ya-  
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3JE;:2O~P  
粗糙度参数： ='bmjXu  
 最小特征尺寸：40nm *ckrn>E{h  
 全高度调制：400nm FTYLMQ i  
 高度轮廓  wpdEI(  
?-F'0-t4%  
  [aS)<^  
 效率 =ci5&B?  
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Z8dN0AqZ  
 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。 /GSI.tO  
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7. 总结 _TN$c  
 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)。 'TN{8~Gt*  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 8
}#Lo9:,d  
 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。 S5 nw  
 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。 6-X?uaY)os  

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