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infotek 2024-11-28 07:57

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。 6 |=]i-8  
GJdL1ptc  
1. 建模任务 T`^Jw s{;7  
`\@n&y[`7  
,hf W2}  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 g{Av =66Z  
 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 \dQc!)&C9  
/[?} LrDO  
2. 建模任务:正弦光栅 >K'dgJ245  
0:Bpvl5  
x-z方向(截面视图) U`[viH>K  
#|T"6jJaQ  
{_!,T%>+1  
光栅参数: 1Xi>&;],  
 周期:0.908um jOCV)V9}  
 高度:1.15um 9qDM0'WuU  
(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) @(c^u;  
aEzf*a|fSV  
3. 建模任务 V]Te_ >E;w  
(1cB Tf  
vw>(JCR  
yR~$i3Z*  
kMW9UUw  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 Y;R,ph.a  
u3 Z]!l  
 利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 ,|z@ Dy  
UB+~K/  
PK|qiu-O&*  
N( 7(~D=)B  
4. 光滑结构的分析 3XB`|\:  
A3.I|/  
Jqzw94  
[*u\S  
 计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 `StuUa  
 对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% q{V e%8$"  
&KBDrJEX  
|11vm#  
X9PbU1o;  
5. 增加一个粗糙表面 1?w=v|b:P)  
 #*rJI3  
kI a16m  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 //N="9)@  
 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。 7Cp /{l;d  
3f$n8>mq  
/$clk=  
)-"<19eu  
D?%[du:V  
dn}EM7:Z  
"c} en[  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 &0f/F:M  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 F3vywN1$,  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 Id^q!4Th9  
W%5))R$  
wZ0bD&B  
Jw=7eay$F  
6. 对衍射级次效率的影响 =\u,4  
$Tv~ *|a  
SVZ@'X\[M  
粗糙度参数: 8&HBR #  
 最小特征尺寸:20nm G:1QXwq\j  
 总的调制高度:200nm lH?jqp  
 高度轮廓 >Q<XyAH~  
)2wf D  
J~J+CGT~2  
Z  #  
4$, W\d  
 效率 1P"{TMd?  
Fs~*-R$  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 FZ%h7Oe  
!w UznyYwt  
/~s<@<1!X  
 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm CAviP61T  
 总调制高度:400nm 高度轮廓 UAz^P6iQ`~  
d 4tL  
%'g)MK!e  
ud(0}[  
 效率 z&n2JpLY7  
)c*xKij  
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。 5m'AT]5Tn_  
!_3b#Caf  
粗糙度参数: `-CN\  
 最小特征尺寸:40nm K_ymA,&()  
 总调制高度:200nm y5=,q]Qjk[  
 高度轮廓 b{-"GqMO  
( ./MFf  
# "c'eG0  
Q jXJo$I6  
 效率 PfU\.[l$  
KwMt@1Z  
*-fd$l.  
3rFku"z T$  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 dHiir&Rd9`  
VI9rezZ*  
o:cTc:l)  
粗糙度参数: S'$m3,l(k  
 最小特征尺寸:40nm OAiW8B Ae  
 全高度调制:400nm bJ 6ivz  
 高度轮廓 451.VI}MR  
|S).,B  
wmVb0~[  
 效率 MYb^G\K  
VHqoa>U,*  
F4-rPv  
f^hJAZ  
[G|(E  
 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。 3B%7SX  
i)(G0/:  
7. 总结 XRkUv>Yk  
 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)。 Kv1~,j6  
 对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 f{L;,  
 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。 Hc<@T_h+2  
 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。 EpRn,[  
^{IZpT3  
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