受粗糙光栅表面影响的光栅级次效率分析

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。 Jll-`b 1   yUZb#%n   1. 建模任务 s!?`T1L    ,eTUhK   '^No)n\`   jF0jkj1&/[    一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ?$*SjZt    对于该仿真，采用傅里叶模态法。 {zn!vJX    2. 建模任务：正弦光栅 d{SG Cr 9d   d Vj_8>   x-z方向(截面视图) %/|9@er   AyNI$Q6Z   Ove<mFI\   g+pml*LJ   光栅参数： #:[t^}    周期：0.908um q=%RDG+    高度：1.15um S 5/R_5   (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) g]4(g<:O   }% `.h"   3. 建模任务 DVSL [p?_   w2 a 1mU/   i+p^ ^t\   .!f$ \1l   Y8m1M-#w    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。 Y~L2   *h'=3w:G    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。 *M:B\D   _a6[{_Pc   \6R,Nq   N+Y]st+   4. 光滑结构的分析 P(+&OoY2   <eQj`HL   }T&iewk   P*FMwrJj>r    计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 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% l|kSsP:GO   5*Y^\N   v^#~98g]   ti I.W   5. 增加一个粗糙表面 sg $rzT-S4   B"!l2   xT     VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 U<DZ:ds?T    因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 D;;!ODX$?   ] Hztb   Uk^B"y_   _3TY,l~   IOqwC D[   5@+,Xh,H|t    该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 v":x4!kdX    第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 9s6U}a'c    第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 <Bw^!.jAF   3E!|<q$z   C~o7X^[R\   C-\S/y d   6. 对衍射级次效率的影响 zi]\<?\X   e[&L9U6GW-   \$*7 >`k   粗糙度参数： mP0yk |    最小特征尺寸：20nm y:~ZLTAv    总的调制高度：200nm p<,*3huj    高度轮廓 _j< K=){   d$ x"/A]<   +yk24 `>   j4|N-:   {L/tst#C    效率 |mGFts}0o'   __|+w<]    粗糙表面对效率仅有微弱的影响 i}.&0Fp   y5*Z3"<   B0dQ@Hq*    粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm }\\KYyjY    总调制高度：400nm 高度轮廓 P<X\%_Iat   glM$R&/   !cO]<CWPq   4^WpS/#4    效率 .Le?T&_   5|o6v1bM    由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 Fcd3H$Na;   `*_mP<Ag   |=`~-i2W   粗糙度参数： %s|}Fz->    最小特征尺寸：40nm [RLN;(0n    总调制高度：200nm p i %<Sy    高度轮廓 kEOS{C%6R   mH%yGBp_   5,_u/5Y4   UNom-    效率 b:lP%|7   oSyyd   HCyv]LR   G,o6292hj    更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 'EbWFMjy   + +M$#Er&   Fl kcU `j   粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm g!lWu[d    全高度调制：400nm 高度轮廓 CE#gfP   `j,Yb]~s79   k5:G-BQ:    效率 "D63I|O)   7"sD5N/>uh   L ^q""[   F Sw\_[^CQ   l_o @miG/    对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 v|uAzM{73   \fG#7_wt   7. 总结 Al}6q{E9+8    VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 ;<&*rnH    对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 iII=;:p    光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 Fq|Ni$    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。 \NgYTZ

,K)_OVB

kW;+|qs^