[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。 -w41Bvz0  
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1. 建模任务 ?h`Ned0P  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 $V"NB`T  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 StUiL>9T#  
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2. 建模任务：正弦光栅 7mulNq  
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x-z方向(截面视图) bS 'a)  
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光栅参数： 75Xi%mlE7  
 周期：0.908um "cerg?ix  
 高度：1.15um KMz\h2X  
(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) bH7[6#
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3. 建模任务 U\S%Jq*  
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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。 V43pZ]YZ>  
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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。 Wpom{-  
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K?')#%Z/{#  
4. 光滑结构的分析 oRM EC7!A0  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 Kq/W-VyGh  
 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% 6y)xMX  
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5. 增加一个粗糙表面 +3e(psdg  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Z,o*M#}  
 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。 e,Xvt5  
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GCrh4rxgg  
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IS7g{:}=p  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 c1wM"  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 k]x64hgm  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 oaI7j=Gp  
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6. 对衍射级次效率的影响 iR4CY-  
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粗糙度参数： NTiJEzW}  
 最小特征尺寸：20nm yhEU*\:  
 总的调制高度：200nm ZeK*MPxQ  
 高度轮廓 '9GHmtdO,  
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 效率 N`y!Km  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 c[<lr  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm iAf, :g  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 _h_;nS.Y  
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 效率 ]*}*zXN/E  
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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。 [x!T<jJ  
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粗糙度参数： O<f_-n@G|  
 最小特征尺寸：40nm qfppJ8L  
 总调制高度：200nm =0,")aa!  
 高度轮廓 u 8U>R=M  
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 效率 OjMDxG w  
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EPI mh  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 F#4?@W  
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O:r<es1  
粗糙度参数： *v:+AE  
 最小特征尺寸：40nm a>sUq["  
 全高度调制：400nm |Y/iq9l  
 高度轮廓 K]@6&H-b|  
LLgN%!&  
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 效率 ]lQhIf6)k  
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L)Un9&4L  
9]|[z{v'>l  
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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。 jc;&g)Rv  
l:Ci'=  
7. 总结 PhKJ#DRbr  
 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)。 q7 Uu 8JXF  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 X,O&X  
 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。 Vize0fsD  
 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。 ]}>GUXe)^  
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