受粗糙光栅表面影响的光栅级次效率分析

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。 (Lnh> '2   }DaYO\:yK*   1. 建模任务 y9)",G!   O]lfs>>x   Z]BR Mx   Dzr5qP?#    一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 2wQ CQ"    对于该仿真，采用傅里叶模态法。 &=bI3-   2. 建模任务：正弦光栅 ]U%Tm>s.   zhE7+``g   x-z方向(截面视图) 5Y^YKV{   ?f..N,s   +E4_^   K<GCP2   光栅参数： I]X<L2    周期：0.908um +F|[9o z    高度：1.15um \ua.%|   (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) v<1;1m   p~IvkW>ln)   3. 建模任务 6EY4@0%A   'Iu(lpF&   'oG'`ED"   2uVm?nm   UB}mI0/w    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。 qv6]YPP   s3J$+1M>    利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 {NR~>=~K-   odDt.gQXU   5S LF1u;   dyd_dK/   4. 光滑结构的分析 4hIC&W~f   #x21e }Li   >nX'RE|F   zVu}7v()    计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% V 6F,X`7   q9Q4F   Wm61   Dg`W{oj   5. 增加一个粗糙表面 dkjL;1   \Z8!iruN   k:sh:G+=$d    VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Y2Bu,/9^    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。 y@I"Hk<T   sC>8[Jatd   1Q<a+ l   *"@P2F&   r_G`#Z_5F   eW/Hn    该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 _N6GV$Q    第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 k.%F!sK    第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 -t]0DsPg   x)*[>d2yd   v!2`hqO   a^BD55d?   6. 对衍射级次效率的影响 ~0L>l J   #]rw@c   VuGSP]$q   粗糙度参数： g(1'i1    最小特征尺寸：20nm y^ohns5{    总的调制高度：200nm ec|IT0;    高度轮廓 [*fnTy   XIU2l}g   <T['J]k%   ;Bm{_$hf=   Rzp-Q5@MY    效率 m9/a!|fBE   q_!3<.sf    粗糙表面对效率仅有微弱的影响 FXbNmBXF   sB $!X@   fI6F};I5}T    粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm QFMS]    总调制高度：400nm 高度轮廓 =Oy,SX   2l9_$evK~   p?Y1^/    TWy1)30x    效率 %BL+'&q   IySlu^a    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。 &kP>qTI^p~   @^%# ]x,:   Q9( eH2=   粗糙度参数： ;I9D>shkc    最小特征尺寸：40nm *Nv<,Br,F    总调制高度：200nm 17-K~ybc    高度轮廓 f.!cR3XgV   MD%86m{Sg=   ~U`aH~R   )9}z^+TH    效率 nF=h|rN   wEdXaOEB5   _]B'C   x,n;GR    更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 xk#/J]j   &Oe,$%{hBh   T3\Q<   粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm C@xh$(y    全高度调制：400nm 高度轮廓 ~GZ(Ou-&   Rt+s\MC^r   -q[?,h    效率 xand%XNv   Y#KgaZ7N   a4c~ThbI   }psJ'aiG*   nM@ S`"    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。 'En6h"{   F;kNc:X`)   7. 总结 Nx~8]h1(    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)。 Iu=iC.50}    对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 1%H]2@    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。 cO' \s    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。 <~'\~Zd+

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