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。 aRj3TtFh   S\GG(#b!   1. 建模任务 \- `L}$   A#LK2II^   9JP{F   Vs\)w>JF    一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 R4pbi=    对于该仿真，采用傅里叶模态法。 <)y'Ot0 y   2. 建模任务：正弦光栅 Za4 YD   Koahd=   x-z方向(截面视图) Qy$8!(   K)@]vw/\   < _c84,[V   W=PDOzB>K   光栅参数： ';zLh    周期：0.908um *slZ17xg    高度：1.15um Mp"] =   (这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) goWD~'\   80l(,0`,   3. 建模任务 li,kW`j+t   ~d){7OG   29x "E$e   Br1JZHgA   ojtcKw    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。 B_c(3n-"   _17c}o#`5w    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。 \MK)dj5uUJ   OlMCF.W#3   z}OY'}sk8   aN%t>*?Xa   4. 光滑结构的分析 4$SW~BpQ   C'*1 w   z&cfFx#h)   75I*&Wl    计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% m6+2rD   u\smQhQGE   %Xkynso~   8t9sdqM/C   5. 增加一个粗糙表面 ' G)Wy|*   :mL\KQ   izmL8U ?t    VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 \'BKI;    因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 3)__b:7J   ww+XE2,   Lu1>A {et   kX5v!pm[   >(:KEA   khc5h^0    该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 )1lYfJ    第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 9FH=Jp    第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ++Az~{W7   ~EE*/vX   7-6_`Q2}Y   )x?F1/   6. 对衍射级次效率的影响 Kd7OnU   ~cU,3g   NVJvCs)3f   粗糙度参数： z$%ntN#eNA    最小特征尺寸：20nm eEezd[p    总的调制高度：200nm P0}uTee    高度轮廓 PM o>J|^   RrKs!2sCT   9.SPxd~   )5'S=av9   nVs0 $?}    效率 7&|fD{:4U   l.>QO ;    粗糙表面对效率仅有微弱的影响 &[23DrI8   L{<E'#@F   vV8y_    粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm wR>\5z)^    总调制高度：400nm 高度轮廓 Gq+!%'][P   UAUo)VVi"   Ler9~}\D   %|l*=v    效率 oNl_r:G   t4F1[P    由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 =GFlaGD   nyT fTn   xqM R[W\x   粗糙度参数： g0_8:Gs}^    最小特征尺寸：40nm HQv#\Xi1    总调制高度：200nm 2Hy$SSH    高度轮廓 !3?HpR/nV   a;([L8^7$l   Q4_j`q   Ed_A#@V    效率 ,#D&*   "mHSbG   =;^2#UxXA&   .i @e6JE~;    更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 Gi ZyC   q$>At}4   )[G5qTO   粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm I 9k o*f    全高度调制：400nm 高度轮廓 $+:_>n^#/   <:>a51HBX   8;Yx a8ie    效率 [fO \1J   ~hYG%   /R 2:Js   g2w0#-   nuhKM.a{    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。 ~qco -b   z.P) :Er   7. 总结 `?91Cw=`    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)。 l9#M`x9    对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 1Cp5a2{    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。 3%!d&j>v    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。 |brl<*:

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