[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。 B~du-Z22IZ  
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1. 建模任务 BRYHX.}h\A  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 pU7lnS[  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 uXq. ]ub  
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2. 建模任务：正弦光栅 Lu0x (/  
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x-z方向(截面视图) ^<-+
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光栅参数： lUiL\~Gq  
 周期：0.908um 1&o|TT/  
 高度：1.15um SC])?h-Fw  
(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) BI}Cg{^km  
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3. 建模任务 "2T#MO/  
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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。 ]P
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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。 m7>JJX3=<  
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4. 光滑结构的分析 A6iq[b]  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 *GN# r11d  
 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% J{&H+rd  
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5. 增加一个粗糙表面 *~j@*{u  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 %\Mo-Ow!\  
 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。 gH3vk $WS  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 x`IEU*z#  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 4^OY C  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 bl(RyAgA  
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6. 对衍射级次效率的影响 do+.aOC  
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粗糙度参数： 2WV
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 最小特征尺寸：20nm >:!X.TG$  
 总的调制高度：200nm pKrN:ExB"\  
 高度轮廓 s)Cjc.Qs  
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 效率 oVe|Mss6  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 o/Q;f@  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm `LE6jp3,  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 C"T;Qp~B  
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G&V/Gj8  
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 效率 ;Q*or2"!  
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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。 NI [ pp`  
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粗糙度参数： }m;,Q9:+m^  
 最小特征尺寸：40nm T7u%^xm  
 总调制高度：200nm t+iHQfuP9A  
 高度轮廓 <drODjB  
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 效率 O7<]U_"I  
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4f'V8|QM{  
2Kyl/C,  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 b@f$nS B  
T<p !5`B1  
?>rW>U6:P  
粗糙度参数： 4$S;(  
 最小特征尺寸：40nm n}G|/v<  
 全高度调制：400nm d0Qd$ .%A  
 高度轮廓 VAf1" )pC  
+M$Q =6/  
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 效率 ( _)jkI \  
$5<#n@  
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R:k5QD9/&p  
SO(NVJh  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 1Z
~)RJ<D  
DN~nk  
7. 总结 vchm"p?9)  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 <_tT<5'[$u  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 Yc `)R  
 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。 khrb-IY@  
 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。 cy3B({PLy  
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