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。 <UO'&?G   ,7|2K&C5   1. 建模任务 r}])V[V   >I.X]<jI   OLxiY r   1'[_J    一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 `zOQ*Y&    对于该仿真，采用傅里叶模态法。 @,v.Y6Ge   2. 建模任务：正弦光栅 4o*wLCo7^   +}0/ %5 =1   x-z方向(截面视图) 41jx+ 0\Z   '\.fG\xD   F2RU7o'f.   } ^67HtNQ   光栅参数： Kr'5iFK7    周期：0.908um F%pYnHr<    高度：1.15um k~ZE4^dM   (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) +\n8##oAI   Ks@   3. 建模任务 ZkZTCb`/l   jN43vHm\Y9   {\+!@?   |+Fko8-   0]3#3TH    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。 c~a:i=y67   VMZ"i1rP    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。 HG/`5$L +}   pO.+hy   ah\yw   CHqRCQR.   4. 光滑结构的分析 [80L|?, *   { ke}W   `|\z#Et   WZa?Xb    计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% Bu\:+3)   <TL!iM   '7UW\KEB[}   n9}3>~ll   5. 增加一个粗糙表面 ]YP J.[n   H +O7+=&   y3 v DKZ    VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 u!FX 0Ip    因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 gi|j! m   bF5mCR:    'w^Md   VfK8')IXk   ,U\F<$O   Z Sj[GI    该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 &R\t<X9 n    第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 o& g01t    第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 }0&@J'<   Z=P]UD   K'6dlwn).   z@Klj qN   6. 对衍射级次效率的影响 j:)"s_   r &<sSE;5   S${n:e0\   粗糙度参数： \uT2)X( N    最小特征尺寸：20nm F|,_k%QP    总的调制高度：200nm |yqL0x0\l    高度轮廓 {tq.c9+!d   ;7jszs.6%   ws!pp\F   F/91Es   4'Svio    效率 I ,j,Hz0   f6\`eLGi1    粗糙表面对效率仅有微弱的影响 n};:*N! v   it Byw1/   ]LcCom:]    粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm >(>,*zP<9    总调制高度：400nm 高度轮廓 >iZ"#1ZL2O   s7"NK"   uq.!{3)8   M>eMDCB\    效率 IE^xk@   zla^j,    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。 7?U)V03   $N;Nvp2   l2Gtw*i_I   粗糙度参数： n<GTc{>Z    最小特征尺寸：40nm +4*3aWf`    总调制高度：200nm xtWwz}^8]    高度轮廓 )#(6J   &U .U<   TJ_<21a   jTeHI|b    效率 JZl"k   ;2k!K W@   w \U?64   ~K7$ZM    更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 y#B4m`9   s"'ns   ehpU`vQz   粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm 6zZT5 Kn    全高度调制：400nm 高度轮廓 ITt*TuS2c   (:9=M5d   oAxRI+&|.    效率 _{ Np_(g   r.JM!x8   )w_hbU_Pb&   Y9SaYSX   /a .XWfu    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。 JeXA*U#   u[<ij   7. 总结 riu_^!"Z_    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)。 N0V`xrS    对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 p[8H!=`K    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。 =j!nt8]8    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。 :5#iVa# <

NtDxwzj

t!&p5wJ*Q