[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。 *?!A  
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1. 建模任务 |$`I1  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 (@cZmU,  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 84y#L[  
K~ VUD(  
2. 建模任务：正弦光栅 'cf8VD  
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x-z方向(截面视图) 
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光栅参数： 3ms{gZbw  
 周期：0.908um F}4jm,w  
 高度：1.15um 7_]Bu<{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) K ZQ `
 
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3. 建模任务 > 72qi*0  
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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。 Y 9~z7  
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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。 e]u3[ao  
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4. 光滑结构的分析 < c[dpK5c  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ompkDl\E  
 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% &#qy:  
VD-2{em  
I:,D:00+  
(f?&zQ!+  
5. 增加一个粗糙表面 %SD=3UK6  
Pdw[#X<[`  
.+Fh,bNYK  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 x@480r  
 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。 pTk1iGfB  
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l]v>PIh~N  
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>6"u{Qmr  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 *WpDavovyB  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 (lR9x6yf  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 G!3d!$t  
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6. 对衍射级次效率的影响 }0?\H)/edP  
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粗糙度参数： ',P E25Z  
 最小特征尺寸：20nm {expx<+4F  
 总的调制高度：200nm "iY=1F"\R  
 高度轮廓 p2:>m\  
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V,qc[*_3  
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 效率 amH..D7_>  
xf]_@T;  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响  +*aZ9g  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm U
%nLo[k  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 3/q)%Z^=  
xLmgr72D  
;5 JzrbtL  
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 效率 j6_
tFJT  
cq,0?2R`t  
 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。 Gn8'h TM  
_#]/d3*Z}  
粗糙度参数： lmRdl>  
 最小特征尺寸：40nm kg^VzNX
 
 总调制高度：200nm ,_(AiQK  
 高度轮廓 chF@',9t  
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hPB^|#}  
t5Oeb<REz  
 效率 FELDz7DYya  
9Oe~e
 
s}3`%?,6y  
Z>si%Npm\  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 jJK`+J,i}X  
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Dxlpo! ?#  
粗糙度参数： j
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 最小特征尺寸：40nm (L3Etan4RE  
 全高度调制：400nm 0;V "64U  
 高度轮廓 Adma~]T9  
Z=&cBv4Fs  
mhDC1lXF  
 效率 .*(xkJI3  
Fb0r(vQ^  
DQy<!Wb+  
&Q`{ Gk  
;n~-z5)  
 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。 QU;bDNq,c  
ac%6eW0#  
7. 总结 <n-}z[09  
 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)。 +M=`3jioL  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 qLYz-P'ik  
 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。 ;LXwW(_6d  
 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。 OkV*,n  
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QQ：2987619807 L]kd.JJvy