[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。 zTBr
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1. 建模任务 |x2>F   
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 4s~YqP{K  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 oL#^=vid"  
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2. 建模任务：正弦光栅
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x-z方向(截面视图) d
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光栅参数： +q"d=  
 周期：0.908um ^Qrdh0j  
 高度：1.15um xZjD(e'  
(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) V#^~JJW^  
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3. 建模任务 (tP>z+  
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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。 $:s1x\ol  
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 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 xIf,1g@Cq9  
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4. 光滑结构的分析 1j# ~:=I  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 _\>?.gg$  
 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% 5Jd&3pO  
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5. 增加一个粗糙表面 4Z"DF)+}  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 WmP"u7I4  
 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。 L
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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)。 _)O1v%]"4  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 vXLiYWo  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 |3/=dG  
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6. 对衍射级次效率的影响 s[NkPh9&  
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粗糙度参数： tm@&f  
 最小特征尺寸：20nm S=~[6;G  
 总的调制高度：200nm d
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 高度轮廓 |sMRIW,P  
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 效率 8s-y+M@.  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 rE;*MqYt&
 
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm [5e}A&  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 Urj8v2k  
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 效率 &YGd!Q  
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 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。 F{0Z  
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粗糙度参数： Qn(2UO!pD  
 最小特征尺寸：40nm bGOOC?[UX  
 总调制高度：200nm @X+m,u  
 高度轮廓 _VGAh:v  
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 效率 QML
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yG)xsY V  
[Ul"I-K  
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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。 1K?RA*aj  
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]$Pl[Vegy  
粗糙度参数： FM;NA{  
 最小特征尺寸：40nm W
HeyE3}p  
 全高度调制：400nm h/5|3  
 高度轮廓 v_mk{  
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r+n0M';0  
 效率 pFgpAxl  
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 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。 3n;>k9{  
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7. 总结 \ne1Xu:hM  
 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)。 vF@hg)A  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 7f|8SB  
 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。 mS
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 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。 uonCD
8  

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