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。 M$>1L
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1. 建模任务 -v]Sr33L
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 c*L0@Ak%
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 $+Z)
2. 建模任务：正弦光栅 GycSwQ ,
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x-z方向(截面视图) \%f q
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光栅参数： z6jc8Z=O
 周期：0.908um ]v]qChZHd
 高度：1.15um qQ?"@>PALD
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) 3TY5;6
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3. 建模任务 N`L0Vd
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 4{rZppm
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 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 gy 3i+J
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4. 光滑结构的分析 CohDO
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% Jrti cK$
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5. 增加一个粗糙表面 vY${;#~|
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 x7:s]<kE
 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。 )4gJd? 8R
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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)。 v9w'!C)b
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 %l}D.ml
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 gX]-\
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6. 对衍射级次效率的影响 jkiFLtB@V
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粗糙度参数： tD(7^GuR
 最小特征尺寸：20nm KxYwJ
 总的调制高度：200nm )vjh~ybZ
 高度轮廓 <lw` 3aa(
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 效率 tyXuG<
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Rzbj
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm Ox&P}P0f
 总调制高度：400nm 高度轮廓 =(NB%}
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 效率 /^X/8
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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。 Ir`eL
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粗糙度参数： { /K.3
 最小特征尺寸：40nm R< ,`[*Z
 总调制高度：200nm 87<-kV
 高度轮廓 x(hE3S#+
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 效率 @.b+av4J
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ??PC k1X
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粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm f!oT65Vmi
 全高度调制：400nm 高度轮廓 LJk@Vy <?
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 效率 $FlW1E j
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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。 bSfpbo4(
`tHvD=`m.
7. 总结 BGOuDKz9C
 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)。 !lf|7
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 g .onTFwN
 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。 mz@T
 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。 "}q@Y=
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