[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。 d/v{I  
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1. 建模任务 4&r[`gL  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 }rj

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 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 yAy~|1}  
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2. 建模任务：正弦光栅 yH|[K=?S[  
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x-z方向(截面视图) MRR5j;4GK  
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光栅参数：
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 周期：0.908um R9A8)dDz  
 高度：1.15um IDQ@h`"B  
(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) $sTbFY  
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3. 建模任务 \T`InBbf  
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V(I!HT5.W  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 5%BexIk  
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 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 ROlef;/A  
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4. 光滑结构的分析 `%IzW2v6  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 i8iv{e2  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% %sxLxx_x!  
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5. 增加一个粗糙表面 1/X@~  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 C))5,aX  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 q.0Evr:  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 mApn[)?tv  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 FvYgpbEZ  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 [.J&@96,b  
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6. 对衍射级次效率的影响 W>f q 9  
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粗糙度参数： tfB}U.  
 最小特征尺寸：20nm X$*MxMNs  
 总的调制高度：200nm & -r^Q  
 高度轮廓 f>*T0"\c  
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 效率 0s9-`nHen|  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 p7{2/mj  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm z$g cK>@l  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 MB7UI8  
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 效率 gB7kb$J  
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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。 ]MD,{T9l\>  
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粗糙度参数： &f=O`*I'+!  
 最小特征尺寸：40nm 7gWT[  
 总调制高度：200nm Vz.G!*>Dg  
 高度轮廓 ML_$/  
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 效率 _+!@c6k)ra  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 zA%YaekJ  
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粗糙度参数： `~w|Xz  
 最小特征尺寸：40nm GB%kxtGD;\  
 全高度调制：400nm qt(+X  
 高度轮廓 O]4v\~@-j  
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 效率 RWg'W,v=!  
?rm3Iac0S  
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 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。 zif&;)wV/  
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7. 总结 F50l->F2&  
 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)。 Sj ly]  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 -uKTEG[  
 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。 $u~
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 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。 &4O2uEW0  
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