[分享]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。 D@uw[;Xb5  
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1. 建模任务 EJjTf:  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 MG>g?s
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 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 leiED'  
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2. 建模任务：正弦光栅 OHssUt  
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x-z方向(截面视图) x5v^@_: jr  
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K~<pD:s  
光栅参数： Qc;`nck  
 周期：0.908um ^%~ztn 51  
 高度：1.15um H1| -f]!  
(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) ->n<9  
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3. 建模任务 cCFSPT2fq[  
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 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。 _Ta9rDSP]  
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 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。 SOb17:o3|  
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G\Hck=P[$3  
Tr)a6Cf  
4. 光滑结构的分析 d%1S6eYa'  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 `PSr64h
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 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% Ptzha?}OZ  
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3 C=nC  
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5. 增加一个粗糙表面 9V?MJZ@aG  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 $Pzvv`f*  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 ]O<Yr'  
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u):z1b3*?  
1k2Ck  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 j!mI9*hP  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 < t>N(e  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 hz Vpv,|G  
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6. 对衍射级次效率的影响 VOG DD
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粗糙度参数： )#ic"UtR  
 最小特征尺寸：20nm G8QJM0VpS  
 总的调制高度：200nm L$ ]D&f8:  
 高度轮廓 /Ia=/Jj7N  
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s]L`&fY]O  
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 效率 rM[Ps=5  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 sN-5vYfC*  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm LrF'Hd=O  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 VxjHB?)  
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,=S  
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 效率 Mk@_uPm  
1(q!.lPc  
 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。 bn<&Xe  
CFul_qZ/e  
粗糙度参数： (d#?\  
 最小特征尺寸：40nm B'
yN &3  
 总调制高度：200nm OMKEn!Wq  
 高度轮廓 UY}lJHp0  
hJFQ/(  
jq.@<<j|$  
YI%7#L7C  
 效率 JFYeOmR+l  
~p'/Z@Atu  
%*|XN*iXC  
M_9|YjwS  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ^o,@9GTs  
3XL0Pm  
cB -XmX/  
粗糙度参数： Qx.E+n\  
 最小特征尺寸：40nm >#!n"i;  
 全高度调制：400nm AN
T^&NjJ7  
 高度轮廓 ,j&o H$mW  
H7l[5ib  
3D<P [.bS  
 效率 YnJ=&21  
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W!IK>IW"  
'J!P:.=a>  
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Pdb  
 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。 IDLA-Vxo  
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7. 总结 CZ]+B8Pl(x  
 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)。  |2n2  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 :M=!MgD3w  
 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。 3l4k2  
 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。 l l&iMj]  
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QQ：2987619807 bE0S)b)