[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。 - /(s#D  
Kx=4~  
1. 建模任务 :=8t"rO=W  
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m=:4`_0Q  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 a)S+8uU  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 oyNSh8c7c  
/DqLrA  
2. 建模任务：正弦光栅 &Ch#-CUE/  
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x-z方向(截面视图) WdZ:K,  
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光栅参数：  ;b`[&g  
 周期：0.908um >[Ye  
 高度：1.15um 63.wL0~  
(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) F:D orE  
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3. 建模任务 Hewd4k  
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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。 o/C\d$i'  
9_QP!,  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 uA$<\fnz
  
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4. 光滑结构的分析 K]U;?h&CZc  
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h.!}3\Y  
u(OW gbA3  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ,o^y`l  
 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% 25NTIzI@@  
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U,+[5sbo  
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5. 增加一个粗糙表面 P
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 R(-<BtM!-  
 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。 gJ;_$`  
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Qj3a_p$)P  
{8R"O{  
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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)。 3:{yJdpg  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 2DB7+aZ*  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 pGSai&  
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6. 对衍射级次效率的影响 11|Rdd+}  
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粗糙度参数： * ,v|y6  
 最小特征尺寸：20nm VdP`a(Yd;  
 总的调制高度：200nm {V1Pp;A  
 高度轮廓 G&;j6<hl  
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%+ FG,d  
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 效率 hk/! 'd  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 \uME+NF  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm s/:Fwr4q#a  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 A:y.s;<L0  
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 效率 IScRsxFb  
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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。 AF43$6KZP$  
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粗糙度参数： .)|a2d ~F  
 最小特征尺寸：40nm N~g:Wf!  
 总调制高度：200nm |3+m%
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 高度轮廓 !;6Jng%  
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Z+pom7A"E  
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 效率 fbFX4?-  
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"4H8A=  
fWF|,A>>b  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 FuX 8v  
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MHL("v(@B  
粗糙度参数： !:LJzROh  
 最小特征尺寸：40nm (-NHxo  
 全高度调制：400nm +Z!;P Z6  
 高度轮廓 *n(> ^  
.$", *d  
$KjTa#[RX7  
 效率 -ng=l;  
Aa?I8sbc  
FFEfp.T1M  
gPzL*6OSA  
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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。 ~#}Dx :HH  
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7. 总结 &V7>1kD3  
 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)。 G6K  <  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 #JA}3]  
 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。 HNa]H;-+5  
 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:A|'NK~  
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