[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。 |{W4JFKJ  
MuXp*s3[  
1. 建模任务 YoyJnl.?u  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 zQ3
m@x  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 68Po`_/s  
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2. 建模任务：正弦光栅 Y~\71QE>  
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x-z方向(截面视图) z~&uLu  
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光栅参数： d 90  
 周期：0.908um x`T  
 高度：1.15um xCN6?  
(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) Zjis0a]v~k  
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3. 建模任务
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R_9&V!fl  
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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。 3m3ljy  
m$<LO%<~p  
 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。 .EeX
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4. 光滑结构的分析 fP3e{dVf  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 t~5m[C[`w  
 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% vByt_X  
48%-lkol)  
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5. 增加一个粗糙表面 4I7B #{  
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?%RAX CK  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 fP 1V1ao  
 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。 $+(Df|)  
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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)。 +'fy%/  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 R7)\wP*l5  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 _#[~?g`  
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6. 对衍射级次效率的影响 RLnsy,  
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粗糙度参数： /zt9;^e  
 最小特征尺寸：20nm C]@v60I  
 总的调制高度：200nm dA,irb I0W  
 高度轮廓 Q6>7{\8l  
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 效率 7RXTQ9BS  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 m(2(Caz{  

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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 3C:!
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 总调制高度：400nm 高度轮廓 kXjrc  
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Y!3Mm*  
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 效率 Gp 8%n  
Oup5LH!sW  
 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。 Tbf@qid e  
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粗糙度参数： O &/9wi>!q  
 最小特征尺寸：40nm j@w+>h  
 总调制高度：200nm =1!,A  
 高度轮廓 Vgh;w-a  
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 效率 
"o| f  
"hE/f~\  
@k< e]@r  
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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。 )^Ha?;TS  
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粗糙度参数： C(=$0FIR  
 最小特征尺寸：40nm ]'L#'"@  
 全高度调制：400nm 8|-j]   
 高度轮廓 XwZ~pY ~  
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 效率 UxGr+q  
0n FEPMO  
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Ou26QoT9XI  
 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。 %NyV2W=~X  
knX*fp  
7. 总结 )+Nm@+B  
 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)。 PIZnzZ@Z;  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 rP5&&Hso  
 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。 asT/hsSNS  
 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。 ( M > C  
2s^9q9NS"