[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。 .QY>@b\  
F=5+JjrX  
1. 建模任务 l#uF%;GDX  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 #ChTel  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 IFW(nB(  
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2. 建模任务：正弦光栅 t!4 (a0\$F  
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x-z方向(截面视图) *vQ 6LF;y  
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光栅参数： J"#6m&R_q  
 周期：0.908um sudh=_+>  
 高度：1.15um h~QQ-  
(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) }S"gZ6  
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3. 建模任务 N?3p,2  
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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。 5X8 i=M;  
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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。 8-gl$h  
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4. 光滑结构的分析 'RwfW|~6  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 4]}d'x&  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% %-YWn`yEm  
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5. 增加一个粗糙表面 t<+>E_Xw  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Na]ITCVR  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 pVl7]_=m  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 .: wg@Z  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 N f?\O@  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 xn=mS!"1Zo  
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6. 对衍射级次效率的影响 X+;#^A3  
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粗糙度参数： Mu.tq~b >  
 最小特征尺寸：20nm 8eCh5*_$  
 总的调制高度：200nm `
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 高度轮廓 )-6>!6hZ  
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 效率 YY>&R'3[  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 %}  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm u#ocx[  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ieOw&  
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 效率 '\pSUp  
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 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。 3;//o<  
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粗糙度参数： m9'bDyyK  
 最小特征尺寸：40nm 3!KyO)8  
 总调制高度：200nm HT_nxe`E  
 高度轮廓 I'J-)D`  
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 效率 `'rvDa
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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。 Mf9x=K9  
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粗糙度参数： f 0/q{*  
 最小特征尺寸：40nm m*AiP]Qu  
 全高度调制：400nm [xDn=)`{V  
 高度轮廓 m7cG]a~a  
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 效率 J32"Ytdo<  
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 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。

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7. 总结 ZyrVv\'  
 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)。 q$B|a5a?  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 `$] ZT>&  
 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。 .V{y9e+  
 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。 uF@DJX}>  
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