[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。 czi$&(N0w$  
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1. 建模任务 2IFri|;-eb  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 vd|P
THV_  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 >DBaKLu\  
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2. 建模任务：正弦光栅 L~"~C(g  
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x-z方向(截面视图) >to NGGU=~  
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光栅参数： R3TdQ6j  
 周期：0.908um t.t$6+"5We  
 高度：1.15um f$Nz).(  
(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) rZLTai}`>  
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3. 建模任务 VE+Q Y9(  
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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。 -8-  
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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。 dGt;t5AnV  
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4. 光滑结构的分析 8L`J](y  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 '`p#%I@  
 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% QFY1@2EC  
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5. 增加一个粗糙表面 F.i*'x0u  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 .K]n<+zW  
 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。 5,cq-`  
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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)。 u&z5)iU  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Aj((tMJNOw  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 lK;|ciq"c7  
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6. 对衍射级次效率的影响 _^]2??V  
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粗糙度参数： }iZO0C  
 最小特征尺寸：20nm i eQQ{iGJH  
 总的调制高度：200nm ]awu7}C9Z  
 高度轮廓 !E"&#>r  
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 效率 7%DA0.g  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 fGS5{dti  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm :j f
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 总调制高度：400nm 高度轮廓 !o+[L  
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 效率 =E$Hq4I  
1 ? be  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 1?+%*uoPX  
is`O,Met  
粗糙度参数： P5,X,-eG  
 最小特征尺寸：40nm T7+_/ Qh  
 总调制高度：200nm bDK%vx!_  
 高度轮廓 S 2vjjS  
qcpAjjK  
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))Q3;mI"  
 效率 3>O=d>  
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a(cZ]`s]*  
~d5f]6#`  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 wX?<o  
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粗糙度参数： lO)-QE+  
 最小特征尺寸：40nm Qmbl_
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 全高度调制：400nm j\SvfZ0"  
 高度轮廓 ;<^t)8E  
]CLt Km  
_}G1/`09#  
 效率 Zq[aC0%+  
M{)7C,'  
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(Qf"|3R4  
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 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 q2>dPI;3T  
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7. 总结 g+ZQ6Hz  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。
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 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 j=>:{`*c  
 光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 #}y(D{zc  
 利用VirtualLab光栅工具箱，光栅表面的粗糙度可被加以考虑。因此，由于加工引起的结构差异产生的影响可被估算。 8y$c\Eu(mF  
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