[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。 :!(YEF#}  
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1. 建模任务 umZlIH[7  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 P{"WlJ  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 C(EYM$  
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2. 建模任务：正弦光栅 kuWK/6l4  
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x-z方向(截面视图) wy,Jw3  
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光栅参数： \R6;Fef  
 周期：0.908um _Wm(/ +G_|  
 高度：1.15um _=o1?R  
(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) "Q3PC!7X:5  
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3. 建模任务  QpdujtH`  
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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。 gV<0Hj  
X*TuQ\T  
 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。 QN)/,=#  
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Gojl0?  
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4. 光滑结构的分析 M3DxapG  
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i!CKA}",  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 >v^2^$^u  
 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% .'l.7t  
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5. 增加一个粗糙表面 ArNur~  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ?D RFsA  
 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。 F3kC"H  
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X@6zI-Y%  
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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)。 hKk\Y{wv'  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Fy}MXe"f  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 [<#<:h
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6. 对衍射级次效率的影响 [47K7~9p  
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粗糙度参数： xFsB?d  
 最小特征尺寸：20nm 3e!3.$4M  
 总的调制高度：200nm zCKy`u.  
 高度轮廓 )'BJ4[aq\  
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 效率 s=^r/Sz902  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 :GwSs'$O  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 'k-u9  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 !wLH&X$XT  
mV:RmA  
7]M,yIwc  
<F#*:Re_y  
 效率 Sy+]SeF&  
<B]i80.  
 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。 $nGbT4sc  
U:mq7Rd
8  
粗糙度参数： (n":]8}  
 最小特征尺寸：40nm ?z)y%`}  
 总调制高度：200nm Ckl7rpY+  
 高度轮廓 t6<sNzF&  
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SQ~N X)  
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 效率 Kc JP^
 
*f0.=?  
c:h.J4mv  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 Y2=Brtc[@  
m'Ekp  
9%3 r-U=  
粗糙度参数： }Ke}rM<  
 最小特征尺寸：40nm O, ``\(P  
 全高度调制：400nm s{"`=dKT  
 高度轮廓 fcE/  
6yu*a_  
we:5gK&  
 效率 #czyr@  
m]-v IUpb  
X5L(_0?F1  
7/^TwNsv  
0XQ".:+h  
 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。 r3c\;Ra7  
r7Q:l ?F2  
7. 总结 o/x5  
 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)。 A<YZBR_  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 h87L8qh9  
 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。 Zeme`/aBb  
 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# !@{ <  
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