[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。 _; 7{1n  
ZY NHVR  
1. 建模任务 b=Rw=K.  
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Zp  
7;]n+QRfm  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 fcDiYJC*  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 =}SH*xi6  
i6)7)^nG  
2. 建模任务：正弦光栅 "DWw]\xO](  
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x-z方向(截面视图) (~}P.?C8  
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Z %?: CA  
光栅参数： d46PAA{'  
 周期：0.908um M}jF-z  
 高度：1.15um "Q{)H8,E)x  
(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) wOfx7D  
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3. 建模任务 CC8M1iW3  
soSdlV{  
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w]<a$C8*y:  
B;k3YOg  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 d<x7* OW)  
]Tv0+ Ao  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 6oh\#v3zV  
V5]}b[X  
5"5tY  
H]^hEQ3DT  
4. 光滑结构的分析 7FQ&LF46  
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j<BW/  
U%<E9G594  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 A }(V2  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% !xqy6%p  
@y"/hh_?  
5uo?KSX%  
!]^,!7x,8j  
5. 增加一个粗糙表面 [i"6\p&  
Z}b25)  
fu=GgD*  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 6\9 Zc-%  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 &3@{?K  
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`FJ2 ?  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 /i[1$/*  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 vzXfJP  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 Ro2Ab^rQ|  
=x &"aF1  
=ws iC'  
b+4x2{  
6. 对衍射级次效率的影响 }ldOxJSB?  
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6r]l8*34;  
粗糙度参数： ]ChGi[B~9  
 最小特征尺寸：20nm D#.N)@\  
 总的调制高度：200nm m9Pzy^g1  
 高度轮廓 )<
~v~|re  
?=},%^  
mw!EDJ;'  
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 效率 `mt
x+C  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 4WAs_~  
ES>iM)M  
^&|KuI+u  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm A8zh27[w%  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 &tjv.t  
jE#&u DfI  
m"|AD/2;(  
@p\te7(P%  
 效率 Rf4}4ixkj  
gm1 7VrC  
 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。 U4.-{.  
8o7%qWX  
粗糙度参数： e.n*IJ_fz  
 最小特征尺寸：40nm aGx[?}=  
 总调制高度：200nm aj|gt  
 高度轮廓 \Um &  
I
7-6|J@#^  
v-MrurQ4  
U 6`E\?d`  
 效率 !]l!I9  
bpaS(nBy  
= a54  
W*!u_]K>  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 +wpQ$)\  
%gbvX^E?  
9C"d7--  
粗糙度参数： #^zUaPV 7r  
 最小特征尺寸：40nm L>X39R~  
 全高度调制：400nm b'mp$lt!  
 高度轮廓 q)F@f /  
wF.S ,|  
MVYf-'\^
  
 效率 {[tx^b  
IPxK$nI^  
M!Wjfq ^~  
.CAcG"42  
XT<{J8 0z  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 eNY?  
7zWr5U.  
7. 总结 v0uA]6:  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 bKb}VP  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 .KX LWH  
 光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 IuOY.c2.u  
 利用VirtualLab光栅工具箱，光栅表面的粗糙度可被加以考虑。因此，由于加工引起的结构差异产生的影响可被估算。 iO2%$Jw9\  

经典，学下。。。，，