[发明专利]一种获取理论光谱的方法、形貌参数测量方法及装置

权利要求书

1.一种获取理论光谱的方法，用于周期性结构理论光谱的获取，所述周期性结构包括若干周期单元，其特征在于，包括：

获取所述周期单元的形貌模型，所述形貌模型具有多个形貌参数；

沿周期性结构底部到顶部的方向Z，将所述形貌模型划分出多个片层；

基于每个所述片层在所述方向Z的介质分布，获取相应片层介电系数沿周期方向的连续函数；

基于所述连续函数，分别计算每个所述片层的介电系数的傅里叶系数；

根据所有片层的介电系数的傅里叶系数，利用严格耦合波分析算法，计算得到所述周期性结构的理论光谱。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于每个所述片层在所述方向Z的介质分布，获取相应片层介电系数沿周期方向的连续函数，包括：

获取每个所述片层沿所述周期方向上的每一位置处对应的周期介质分布，所述周期介质分布包括D种介质材料沿所述方向Z的分布，D为正整数；

计算每种所述介质材料沿所述方向Z的厚度，并基于所述厚度获取所述每一位置处相应介质材料的权重；

基于所述每一位置处每种所述介质材料的介电系数及相应介质材料的权重，建立所述片层介电系数沿周期方向的连续函数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，建立所述片层介电系数沿周期方向的连续函数，包括：

分别对所述每一位置处所有的所述介质材料的介电系数进行加权平均。

4.根据权利要求1-3任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述片层介电系数沿周期方向的连续函数满足：

其中，ε_j(P)为任意片层j在沿所述周期方向上任意位置P处的介电系数，ε_jn(P)为片层j在位置P处的介质材料n的介电系数，p_jn(P)为片层j在位置P处的介质材料n的权重，片层j在位置P处包括M(P)种介质材料。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述周期性结构为一维周期性模型，所述一维周期性模型为仅在一个方向上周期性重复的模型；

所述片层j的介电系数的傅里叶系数ε_g，根据下式计算：

式中，i为虚数单位，k是波矢，g为整数；

其中，对于单个周期单元的所述形貌模型，以周期的中心点为原点，以所述Z方向为Z轴，以所述周期方向为X轴，构建XOZ直角坐标系，ε_j(x)即为所述片层j在位置P＝x处的介电系数，L为所述周期结构的周期长度。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述片层j在位置P＝x处的介质材料n的权重p_jn(x)，根据下式计算：

或

式中，h_jn(x)为所述片层j在位置P＝x处介质材料n的厚度，H_j为所述片层j的厚度，并且所述片层j在位置P＝x处所有介质材料的厚度之和为H_j。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述周期性结构为二维周期性模型，所述二维周期性模型为在相互垂直的两个方向上周期性重复的模型；

所述片层j的介电系数的傅里叶系数ε_uv，根据下式计算：

式中，i为虚数单位，k_x为X方向波矢，k_y是Y方向波矢，u和v为整数；

其中，对于单个周期单元的所述形貌模型，以周期的中心点为原点，以所述Z方向为Z轴，以两个所述周期方向分别为XY轴，构建XYZ直角坐标系；ε_j(x,y)即为所述片层j在位置P＝(x,y)处的介电系数，L_x为所述周期结构在X方向的周期长度，L_y为所述周期结构在Y方向的周期长度。