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。 a uqM>yx   ]%3o"|   1. 建模任务 ^PfFW   # &o3[.)9   =usx' #rb   AS[ cz! >    一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 a1Qg&s<    对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ;-47d ^   2. 建模任务：正弦光栅 Bhl @\Kq   !j6]k^ra   x-z方向(截面视图) 74rz~ZM 5   Q_xE:#!;   O2?ye4uq   0x'>}5`5   光栅参数： |0ahvsrtW    周期：0.908um _K>cB<+d    高度：1.15um Iu^#+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) ad8kUHf   Sb+pB58&N   3. 建模任务 P}y}IR{6   Slcf=   f7}/ {}g   l=[<gPE   p mcy(<    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。 |_8-3   UwrinkoeE    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。  a= ;7   bN@V=C3   MOY.$M,1   MRiQaUg2   4. 光滑结构的分析 /i$E|[   @;M( oFS9   G*ZHLLO4S\   K_',Gd4L    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% ~sshhuF   )V%xbDdS   IL?3>$,   0F6^[osqtl   5. 增加一个粗糙表面 &i4*tE3],   ~cVFCM   ngj=w;7~+    VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 M2_sxibI    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。 11}X2j~Ww   Xy:'f".M~\   8Br*   K?,eIZ{.S   A!No:?S   sH(4.36+    该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 4<)%Esyb    第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 +^YXqOXU    第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 T~7i:<E^   3:7J@>   @T   uA7~`78   6. 对衍射级次效率的影响 RrRrB"!8nR   j<>E Fd   R<@s]xX_   粗糙度参数：  4=td}%    最小特征尺寸：20nm Z;=G5O uvQ    总的调制高度：200nm kB{    高度轮廓 b[<r+e8   E1usxF)   )1wC].RFYm   Nl,M9   B*p`e1    效率 a,tzt ]>   '8K5=|!J    粗糙表面对效率仅有微弱的影响 zD:"O4ZM^^   Qyvn A|&   Fxdu)F,~u    粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm R)MWO5    总调制高度：400nm 高度轮廓 nfET;:{   x.CUJ^_.   [74HUw>   .|iMKRq    效率 ggtGecKm   v=e`e68U~    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。 AVf'"~?   ~=91Kxf   EjW3_ %   粗糙度参数： ".A+'pJ     最小特征尺寸：40nm $mOVo'2    总调制高度：200nm ivDmPHj{    高度轮廓 gcDo o2RE   @TF^6)4f   /8(c^   P,U$ X+    效率 qpzzk9ba[   f.8Jp<S2K   gsFyZ   1.*VliY    更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 7Mq4$|qhD   n+1!/H=d   VWDXEa9   粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm DT *' r;    全高度调制：400nm 高度轮廓 ^'>kZ^w0   6Y?%G>$6   Cq\1t    效率 :j_OO5b!   -5;Kyio   /Iht,@%E   bW03m_<M<1    .>?h    对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 o zg%-   0kC}qru'   7. 总结 >Y, 3EI\    VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 :'1UX <&B    对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 #=@H-ZuD7    光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 Z9Prw/8P    利用VirtualLab光栅工具箱，光栅表面的粗糙度可被加以考虑。因此，由于加工引起的结构差异产生的影响可被估算。 qZw4"&,j$

\i1>/`F

FyD^\6/x