[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。 ^J8sR4p#  
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1. 建模任务 Oc;/'d2  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 W#<&(s4  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 WC!bB  
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2. 建模任务：正弦光栅 s$Il
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x-z方向(截面视图) &`a$n2ycy  
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光栅参数： {&Kq/sRz  
 周期：0.908um ~Od4( }/G  
 高度：1.15um )OqN\  
(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) 4#5w^  
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3. 建模任务 `_]Z#X&&h  
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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。 %h**L'~``  
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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。 e`Xy!@`_  
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4. 光滑结构的分析 r}i<c
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 [y y D-  
 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% TB] %?L:  
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5. 增加一个粗糙表面 1<
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 f>JuxX\G  
 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。 dtQ>4C"N  
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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)。 9Ot;R?>(  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 @oC8

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 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 TH2D
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6. 对衍射级次效率的影响 4KE"r F  
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粗糙度参数： ~=HN30  
 最小特征尺寸：20nm H,q
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 总的调制高度：200nm
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 高度轮廓 9|T%q2O  
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 效率 $rDeI-)S  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 o)'T#uK  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm go/]+vD  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 Rd;k>e  
DF'-dh</*  
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 效率 Z{`;Ys:zk  
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 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 aQwcPy|1R  
_n_lO8mK  
粗糙度参数： qSj2=dlW  
 最小特征尺寸：40nm  ~%_$e/T  
 总调制高度：200nm aT[Z#Zd, N  
 高度轮廓 T F&xiL^  
H r?G_L  
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Ol:&cX3G  
 效率 AD=@  
a ^<W ?Z  
-Ep cX!i  
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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。 VYkOJAEBg  
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粗糙度参数： #_y#sDfzh  
 最小特征尺寸：40nm qyv9]Q1  
 全高度调制：400nm MVz=:2)J2  
 高度轮廓 ),0_ C\  
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 效率 n(,b$_JK7  
rOw""mE  
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B:)9hF?o@  
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 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 gxpR#/(E~  
9=pG$+01OR  
7. 总结 7}>j
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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)。 esx<feP)\  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 5j
1}?0v_  
 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。 *qYcb} ]  
 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。 ibex:W^  

经典，学下。。。，，