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。 iI%"]- 0@1
1He'\/#
1. 建模任务 ~r>N
Z9 tjo1X
,0[h`FN
TWgI-xB
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 [a1}r=6~
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 9Z_98Rh
2. 建模任务：正弦光栅 :+|os"
<rFY$ ?x
x-z方向(截面视图) c-^\YSDMN
uCpk1d
eVbaxL!Q^
BM]sW:-v
光栅参数： K3^N_^H
 周期：0.908um *1;}c z
 高度：1.15um |JH1?n
(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) ]i@VIvYq
{EGm6WSQ^
3. 建模任务 lTpmoDa%
S[cVoV
<CUe"WbE)
G@igxnm}
skP2IMa75
 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。 i<nUp1r(
3?GEXO&,E
 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。 Af>Ho"i
~;0J4hR
hE>i~:~R
2@S{e$YK`
4. 光滑结构的分析 !jxz2Q
f^f{tOX
/Hl]$sJY
@l:\Ka~TS
 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% <<P& MObqj
k;pTOj
+9mnxU>
T6ajWUw
5. 增加一个粗糙表面 )0JXUC e
'WG%O7s.
:jq
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 w%[`'_[
 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。 7.PG*q
qE`
7uQ-:n
0g@ 8x_3
rSVU|O3m;
cO"7wgg
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 W=Ru?sG=
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 GJY7vS^#
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 T.zUerbO
`AA[k
*@r)3
|8b*BnS
6. 对衍射级次效率的影响 1dF=BR8
{g *kr1JM
p`3pRrER
粗糙度参数： C{ {DZ*
 最小特征尺寸：20nm iQ9jt
 总的调制高度：200nm 7)NQK9~
 高度轮廓 }Zwse%;
mzz77i
AoEG%nT
2rq)U+
t/K<fy 6
 效率 Kd _tjWS
s:UQ~p}"S
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 !tT$}?Ano
/u }AgIb
f_r1(o5:Y
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm RbJ,J)C>
 总调制高度：400nm 高度轮廓 9i8D_[
`n]y"rj'
P"%i 4-S
\5$N> 2kO
 效率 e}?#vTRI}
Z_Ox'
 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。 gg(^:`+
-<jb>8
xr)Rx{)3h
粗糙度参数： ;K[`o/#4"
 最小特征尺寸：40nm z./M^7v?
 总调制高度：200nm [EDw0e
 高度轮廓 kn_%'7
`J^J_s
'._8
#e0tT+
 效率 6|m1z
N0h"EV[
+pJ;}+
\eE0Rnaf-
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 W xyQA:3s
7'_zJI^
SeBbI&Ju
粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm `Y-uNJ'.N
 全高度调制：400nm 高度轮廓 UK2Y<\vD
Rx*T7*xg{
|lIkmW{
 效率 P$Y< g/s4
W$@q ~/E
P8e1J0A
K3&v6 #]
KP7bU9odJ
 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。 lDNB0Ad
*plsZ*Q8
7. 总结 lNQt
 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)。 Y'-BKZv!
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ehI*cf({
 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。 }`4o+
 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。 vbmSbZ"y
B3u5EgZr
AZxx%6

查看本帖完整版本: [-- 受粗糙光栅表面影响的光栅级次效率分析 --] [-- top --]