[技术]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。 N{'k ]&  
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1. 建模任务 @0G}Q  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 2-]m#}zbP  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ;Zw28!#Rt  
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2. 建模任务：正弦光栅 U[ed#9l>  
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x-z方向(截面视图) ],LOkAX  
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光栅参数： FUQT,7CA  
 周期：0.908um C]k\GlhB  
 高度：1.15um \%K6T)9  
(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) L:31t
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3. 建模任务 Q{%ow:;s*  
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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。 90q*V%cS  
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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。 EV}%D9:  
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4. 光滑结构的分析 DP?gozm  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 f}fM%0/5  
 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% ]UNmhF!W>u  
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5. 增加一个粗糙表面 Ft07>E$/Q^  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 |{$Vk%cUE  
 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。 Wg#>2
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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)。 |kjk{  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 DlaA-i]l  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 1v`*%95  
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6. 对衍射级次效率的影响 ZM\Z2L]n  
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粗糙度参数： 0;
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 最小特征尺寸：20nm pJV<#<#Z  
 总的调制高度：200nm #HqXC\~n  
 高度轮廓 Ug/b;( dJ'  
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 效率 "I u3&mc  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 <5=^s%H  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm G/b $cO}  
 总调制高度：400nm 高度轮廓
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 效率 I_\j05  
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 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 :W^ k3/t  
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粗糙度参数： 6,| !zaeS  
 最小特征尺寸：40nm Z!DGCw  
 总调制高度：200nm EP,lT.u3  
 高度轮廓 ;~F&b:CyG  
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 效率 YB*I'm3q  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 |<gYzb
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粗糙度参数： ^O}`i  
 最小特征尺寸：40nm Q
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 全高度调制：400nm t[ cHdI  
 高度轮廓 MDAJ p>o  
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 效率 0w)Gb}o$  
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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。 ir!/{IQx  
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7. 总结 [7_
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 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)。 JS$ojL^  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 v[57
LB  
 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。 "n'kv!?\  
 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。 Lh\ 1L  

经典，学下。。。，，