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。 0yr=$F(]s   FJKW=1=,   1. 建模任务 O4@sN=o   Z_Jprp{3h   .r[b!o^VR    3kFSu    一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 z1[2.&9D-    对于该仿真，采用傅里叶模态法。 s2A3.SN   2. 建模任务：正弦光栅 =<w6yeko   $s<,xY 9   x-z方向(截面视图) ktLXL;~X   <Z5ak4P   yL/EIN   }YJ(|z""   光栅参数： g.OBh_j-v    周期：0.908um b);Pw"_2    高度：1.15um +g,:!5pg   (这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) ;@p2s'(   sPY*2B   3. 建模任务 ~l"70\&   j~,7JJ (y   9k8ftxB^   Nw ;BhBt   fTiqY72h    VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 ?hUC#{   {wMw$Fvf    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。 oT2h'gu")   # D"TY-$.=   wP28IB:^   tu\;I{h=0   4. 光滑结构的分析 D>M a3g   #- $?2?2   la#f,C3_   <,p|3p3    计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% ].53t"*   ~$XbYR-   fP>_P#gZ   f`'?2   5. 增加一个粗糙表面 Eyi^N0   ~qQSt%   tiG=KHK%o    VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 H~%HTl    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。 A6ipA/_   IJHNb_Cku   lx*"Pj9hho   i? 5jl&30   z{:T~s   YT\x'`>Q    该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 ']1\nJP[=X    第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 )6U&^9=    第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 *izPLM}+   O=" #yE)   &!> )EHGV   X`bN/sI   6. 对衍射级次效率的影响 19-|.9m(   N,U<.{T=A   \jLn5$OW   粗糙度参数： L rV`P)$T    最小特征尺寸：20nm rT$J0"*=    总的调制高度：200nm 5BKga1Q    高度轮廓 *,qW9z   ?U'c; *O-   l/9V59Fv9   3vRRL   I^|6gaP|6    效率 Uywi,9f   <)n8lIK    粗糙表面对效率仅有微弱的影响 *Pj[r   t.wB\Kmt\   sLiKcR8^    粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 9sYN7x    总调制高度：400nm 高度轮廓 F FHk0 !3   u,AZMjlF   I4'mU$)U   4oW6&1    效率 VZ"W_U,   db$wKvO1    由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 L=Cm0q 3v   H9'Y` -r   gBM6{48GF   粗糙度参数： *s4h tt    最小特征尺寸：40nm 7"}<J7"})    总调制高度：200nm <P&~k\BuF{    高度轮廓 s))L^|6   5Y <O   Fw,'a   i'Vrx(y3    效率 }{"a}zOl    ]pUf[^4   (!kd9uV   S[!sJ-rG    更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 \-(.cj)?   5! WQ   AITV+=sN   粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm CBaU$`5    全高度调制：400nm 高度轮廓 r&F(VF0 6   G#{ Xd6L   wX(h]X"q    效率 Fkgnc{NI   i=b<Mz7|   z'cVq}vl   VQSwRL3B=   GilaON*pK.    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。 +#qW 0g   Y1e>P   7. 总结 piq1cV    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)。 $ `7cs}#    对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。  P%#WeQ+    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。 OVr, {[r    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。 ;3ZHm*xJx

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