[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。 DYvi1X6  
HvITw%`  
1. 建模任务 rUunf'w`e1  
fk(l.A$  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 *^'$YVd#  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 *fBI),bZa  
PB !\r}Q  
2. 建模任务：正弦光栅 3I)!.N[m  
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x-z方向(截面视图) 4<`x*8` ,  
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Cx  
光栅参数： R5QSf+/T4  
 周期：0.908um  b;!oPT  
 高度：1.15um sLx!Do$'  
(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) &} b'cO  
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3. 建模任务 X&^8[,"  
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U=<E,tM  
 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。 wW4/]soM  
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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。 K5x&:z  
=,D3e+P'  
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4. 光滑结构的分析 Sr_]R<?  
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C\7qAR\  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 L+@RK6
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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% $CaF"5}?Ke  
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f=v+D0K$n  
'?+q3lps  
5. 增加一个粗糙表面 iMnp `:*  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 rj"oz"  
 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。 3n']\V  
sL;qC\S  
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Lwgk}!KR  
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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)。 Pj_2y)^?  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ,.u7([SGm  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ~={8b  
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6. 对衍射级次效率的影响 x$9UHEb kM  
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粗糙度参数： //VgPl  
 最小特征尺寸：20nm =LHE_ AA  
 总的调制高度：200nm 8>G3KZ3  
 高度轮廓 ev>gh0  
5nIm7vlQm  
HK>!%t0S  
<!^wGN$f  
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 效率 v\ggFrG]  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 <#w0=W?  
;X6FhQ;{*0  
xd\k;nq  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm JB(~O`  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 BY"<90kBL  
M(o?I}  
F*hOa|7/  
[gFpFz|b<  
 效率 ]O s!=rt  
92+LY]jS  
 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。 t{tcy$bw  
%..{c#V  
粗糙度参数： n= yT%V.l  
 最小特征尺寸：40nm zC6,m6Dv  
 总调制高度：200nm \?&P|7N  
 高度轮廓 !"B0z+O>  
U/&!F  
MGeHccqh2  
2'tZ9mK  
 效率 2MmqGB}YcW  
DLe?@R5  
oqOv"yLJ:  
Iq.*2aff+  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 aH'Sz'|E  
j[Uul#  
N~g@  
粗糙度参数： Ua]shSjyI  
 最小特征尺寸：40nm J3cbDE%^m  
 全高度调制：400nm &'9 Jy'(X  
 高度轮廓 ^Fgmwa'  
?UnOi1"v9  
TO.?h!  
 效率 ['j_W$8n  
IZBU<1M  
Q~<$'j  
-qz;  
+CtsD9PA  
 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。 "jly[M}C  
ENm\1  
7. 总结 B P%>J^  
 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)。 Alaq![7MDP  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 fgYdKv8  
 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。 poj@G{  
 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。 4ihv|%@  
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