[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。 tMr7d  
uL'f8Pqg  
1. 建模任务 Tw~R-SiS`s  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 LS@TTiN   
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 *miG<  
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2. 建模任务：正弦光栅 O5dS$[`j\p  
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x-z方向(截面视图) yUoR6w  
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光栅参数： u ExLj6  
 周期：0.908um l\U Q2i  
 高度：1.15um 1-RY5R}VR  
(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) j*=!M# D  
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3. 建模任务 ^[ae )}  
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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。 OT#@\/>  
l9p  6I  
 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。 7j& t{q5  
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[i.@q}c~E  
4. 光滑结构的分析 Po>6I0y
  
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DA)K  
B=Hd:P|  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 h*%p%t<  
 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% /E>;O47a  
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H`[FC|RYyE  
5. 增加一个粗糙表面 I=`?4%  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 IRW0.'Dn  
 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。 ]#~J[uk  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 32G
I+NN  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 %PW-E($o<  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 b[vE!lJEq  
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1q}32^>+o  
l|g*E.:4  
6. 对衍射级次效率的影响 /N0mF< P  
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粗糙度参数： OPvPP>0*8  
 最小特征尺寸：20nm BKFO^  
 总的调制高度：200nm Z<U,]iZB  
 高度轮廓 UG v
IHm  
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@Y~gdK  
 效率 /cS8@)e4  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 t%@iF U;}  
St;9&A  
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X8a3Eqp9  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 1I;q@g0  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 GzEw~JAs  
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4'faE="1)S  
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 效率 h(WlJCln  
BDt$s( \  
 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。 (~|)Gmq2  
^;II@n i  
粗糙度参数： v9T3=  
 最小特征尺寸：40nm 5a |R  
 总调制高度：200nm k(f),_  
 高度轮廓 i7RK*{  
CI+)0=`<1B  
lG6&uMvo  
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 效率 5?3v;B6  
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uVYn,DB`  
&4E|c[HN
  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 %<~EwnoT  
u`EK^\R  
a,rXG

 
粗糙度参数： /@"mQx~[q  
 最小特征尺寸：40nm <mX5VGY9^  
 全高度调制：400nm #h ud_  
 高度轮廓 h5{//0 y  
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D[W` q#W  
 效率 *b;)7lj0h  
*Y1s4FXu2  
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6  
I N@ ~~  
C,;?`3bH@  
 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。 D~inR3(}  
Gb2|e.z  
7. 总结 aT/2rMKPF  
 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)。 zt2#
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 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 DN9x<
%/-  
 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。 r E1ouz!D  
 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。 i<&z'A6&]*  
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