[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。 /Hmo!"W`  
*-_Npu6  
1. 建模任务 2#3R]zIO  
{rZ"cUm  
kdCOcJB  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 9f\8oJQ  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 @nu/0+8h{  
9f,:j  
2. 建模任务：正弦光栅 =f!M=D  
p/h&_^EXU  
x-z方向(截面视图) aTsfl  
R6;>RRU_  
#=(op?]  
光栅参数： EcIQ20Z_-  
 周期：0.908um E6:p  
 高度：1.15um "N]o5d  
(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) {M/c!
  
d&`j8O  
3. 建模任务 LltguNM$  
9eiBj  
{R;M`EU>  
V%lGJ]ZEa  
p;$9W+H0  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 tY=%@v'6?  
K"7;Y#1g  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 5#.\pR{Gd  
GDp p`'\  
Cg pT(E\E  
I!gj;a?R  
4. 光滑结构的分析 ,<b|@1\k  
-P>=WZu  
T+RI8.#o  
&pjV4m|j<  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ,hLSRj{  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% k&iDJt  
#Hi]&)p_  
RJwIN,&1.  
J"/z?!)IB  
5. 增加一个粗糙表面 aLt{
X)?  
xc.D!Iav  
:xS&Y\ry  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 g)qnjeSs]  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 AUsQj\Nm%  
m\M+p
jz  
3n(gfQo-o  
([b!$o<v  
|qcFmy  
^z}lGu  
+'KE T,  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 7G(f1Y  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 (0#F]""\e  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 QM_X2Ho  
UvJuOh+  
#0
hNk%X=  
YQV?S  
6. 对衍射级次效率的影响 D%UZ'bHN*  
~X<cG=p~u  
!L. K)9I  
粗糙度参数： fTV|?:C{  
 最小特征尺寸：20nm in#]3QGV  
 总的调制高度：200nm kEhm'  
 高度轮廓 RE $3| z  
L'XdX\5  
L3GC[$S  
br;H8-   
Nv?-*&L
 
 效率 xVkTRCh  
{{*]bGko  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 XL PpxG  
hMeqs+  
wK'!xH^  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm n<<=sj$\!  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 T<+ht8&M8  
\!JS7!+  
qJ+52U|z  
-9>LvLU  
 效率 g(1B W#$  
yvd `nV  
 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。 ur<eew@8@i  
^@`e  
粗糙度参数： AwXt @!(  
 最小特征尺寸：40nm Bug}^t{M  
 总调制高度：200nm z{pC7e5  
 高度轮廓 Cb{A:\>Q{  
3p3WDL7  
xshArJ&A  
@>G&7r:U  
 效率 6b]1d04hT  
y=9Dxst"V  
inPE/Ux  
9rTz N  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 n^AP"1l8?0  
Z.:<TrN  
Ln=>@  
粗糙度参数： | 7 m5P
@X  
 最小特征尺寸：40nm sB( `[5I  
 全高度调制：400nm PW*;Sp  
 高度轮廓 NFY|^*bll  
*5y W  
g=xv+e  
 效率 4@v1jJj  
Jh$"fr3  
Any Zi'  
eu}Fd@GO  
&nqdl+|G*  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 Nmp>UE,7[  
&[5n0e[  
7. 总结 *D?((_+  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 h4aygc  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 .-SF$U_P*a  
 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。 5pRY&6So  
 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。 >f\zCT%cf  
(Qk&g"I