[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。 f?[0I\V[$  
M&q3xo"w  
1. 建模任务 w15QqhlK  
83[gV@LW0m  
s(u,mtG  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 U1,f$McZs  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 z<h?WsL  
MjrI0@R  
2. 建模任务：正弦光栅 {<J(*K*\Jo  
+"8-)'  
x-z方向(截面视图) }r _d{nhi  
*41 2)zEy  
)h>H}wDs  
光栅参数： =o? Q0  
 周期：0.908um 5k]xi)%  
 高度：1.15um iFBH;O_~  
(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) S`?L\R.:  
m_;<7W&p]  
3. 建模任务 !L|PDGD  
YZllfw$9  
\fjr`t]  
LF?MO1!M  
<{"Jy)Uf  
 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。 3l?-H|T  
7!kbe2/]'  
 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。 hF4gz*Q  
?K9zTas@  
079mn/8;  
&E+2  
4. 光滑结构的分析 S)L(~N1  
E!SxO~  
3H_%2V6#V1  
miv)R  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 h^aUVuL/  
 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% jYJRG<*e  
r@v_hc  
4Y!_tZ>  
<>I4wqqb  
5. 增加一个粗糙表面 jDKL}x  
CgxGvM4  
zhW.0:9 CR  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 (w
/)u  
 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。 ckCb)r_  
DwBKqhu  
]Ac&h aAP  
@b2JR^  
^`< %P
k  
=,WW#tD  
;c;5O@R}3  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 l2[{T^  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 n)6mfoe  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 trAIh}Dj  
5uxB)Dx)  
L,PD4H"8  
$EUlh^  
6. 对衍射级次效率的影响 SRfnT?u6  
B33H,e)  
sPoH12?AL  
粗糙度参数： KB6'sj  
 最小特征尺寸：20nm cq-UVk"Gl  
 总的调制高度：200nm 6Q}WX[| tQ  
 高度轮廓 /QT"5fxKJ  
h|OsT  
8/oO}SLF  
XZ1oV?Z4  
),53(=/hl  
 效率 +D&aE$<  
-Uu65m~:{k  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Qe,aIh
 
W2 p&LP  
s+RSAyU  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm {T2=bK~  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 Kp.d#W_TX
 

:i8B'|DN5  
LRa^x44  
cQOc^
W  
 效率 ,rZp(moj  
,ag:w<
km  
 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。 \cKY
{(E  
{=)g?!zC  
粗糙度参数： C!%\cy%Xj  
 最小特征尺寸：40nm 6r3.%V.&  
 总调制高度：200nm Q`* v|Lp  
 高度轮廓 \n}@}E L  
&Bfgvws;  
Aq~}<qkIF+  
wx2EMr  
 效率 .{}=!>U2  
: #om6}  
~n<U8cm O  
q` Z_Bw  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ?^l{t4  
Rx,Qw> #  
P9/Bc^5'  
粗糙度参数： ln~;Osb  
 最小特征尺寸：40nm -o`Eka!ELz  
 全高度调制：400nm yR|Beno  
 高度轮廓 riuG,$
EX  
^}>Ie03m50  
!Ic{lB   
 效率 P_{jZ}y(  
|)'6U3  
xQ{n|)i>  
AXmW7/Sj"  
dH8^\s .F  
 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。 ZA>p~Zt  
n>|7 k3  
7. 总结 qC;1ND  
 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)。 GI ~<clhf  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 tn@MOOPl  
 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。 .PHz 
 
 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。 h0v4!`PQ-  

经典，学下。。。，，