[分享]受粗糙光栅表面影响的光栅级次效率分析 [复制链接]

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`7tTn?n  
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1. 建模任务 "5L?RkFi\  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 *~g*J^R
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 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 D h;5hu2"  
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2. 建模任务：正弦光栅 >G8I X^*sG  
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x-z方向(截面视图) h$kz3r;b,"  
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光栅参数： o_`6oC"s  
 周期：0.908um t 86w&  
 高度：1.15um '=vZAV`  
(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) Dc@O Mr  
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3. 建模任务 X+ITW#  
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 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。 PkrVQH9^w  
a51e~mg Z`  
 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。 2L1y4nnbwo  
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4. 光滑结构的分析 k7Bh[ ..!  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 s-#EV  
 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% M i& ;1!bg  
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V*b/N  
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5. 增加一个粗糙表面 P !i_
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(O{OQk;CF  
0TmEa59P  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 w2.] 3QAZ  
 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。
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 %`C*8fc&  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 UE'=9{o`  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 xT"V9t[f  
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(U.Go/A#wE  
6. 对衍射级次效率的影响 ?Z 2,?G  
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粗糙度参数： zbxW U]<S?  
 最小特征尺寸：20nm :|s8v2am  
 总的调制高度：200nm D6Ad"|Z  
 高度轮廓 vW=-RTRH  
nZbI}kcm  

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 效率 J _
O5^=BP  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 3:x(2 A  
Q-w# !<L.  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm `MVqd16Y  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 s$Y>nH~T  
RE;A0E_3  
@GN2v,WA?  
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 效率 KQPu9f9  
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 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 L[Vk6e  
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粗糙度参数： G\gjCp?!  
 最小特征尺寸：40nm |/gt;H~:  
 总调制高度：200nm E%`J=C}  
 高度轮廓 Bz ;r<Kn  
Xfc$M(a K{  
&'z_:Wm  
zTg\\z;  
 效率 5.6tVr  
yNns6  
>s^$-  
>1sa*Wf  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 6HY): M&?  
Wzl/ @CPM  
QXkA%'@'  
粗糙度参数： L0g+RohW  
 最小特征尺寸：40nm Bg~]
u+c*  
 全高度调制：400nm uE's&H  
 高度轮廓 ^j\LB23  
gI^&z  
;R*-cm  
 效率 7S{qo&j'  
D^6*Cwb  
~n]5iGz  
EwPrh  
*kLFs|U  
 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。 DU!T#H7  
K{P-+(  
7. 总结 $f =`fPo  
 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)。 !zE{`Ha~  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ;JkSZs3  
 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。 Yqs=jTq`{  
 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。 *igmi9A  
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r{R-X3s
 
QQ：2987619807 vywB{%p