[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。 "fpj"lf-  
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1. 建模任务 "rX=G=  
3]N}k|lb%  
qh7o;x~,  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 S_bay8L1  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 W$'pUhq\H  
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2. 建模任务：正弦光栅 CzvlZDo  
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x-z方向(截面视图) H&03>.b  
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光栅参数： A^K,[8VX  
 周期：0.908um k2t?e:)3zr  
 高度：1.15um 3$Is==>7  
(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) /t>o -  
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3. 建模任务 2#(7,o}Y5  
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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。 )F~>  
Ec\x;li! *  
 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。 Q?"[zX1  
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4. 光滑结构的分析 -:~`g*3#  
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dt \O7Rjw8  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 vlPE8U=  
 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% j2P|cBXu  
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5. 增加一个粗糙表面 [e}]K:  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 7q^/.:wlf  
 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。 Tb)x8-0  
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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)。 l3afuD:  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 |M?HdxPa  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 #_7c>gn  
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6. 对衍射级次效率的影响 UA9LI<Y  
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粗糙度参数： |{[i M  
 最小特征尺寸：20nm `o3d@Vc  
 总的调制高度：200nm -Q@d  
 高度轮廓 kC k-  
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 效率 <
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 %OtW\T=u  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm %PS-nF7v  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 Ih7Eq/iu  
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10J*S[n1  
0/6&2  
 效率 Hj\~sR$L-  
(FaT{W{  
 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。 s z\RmX  
=c,gK8C  
粗糙度参数： [5VUcXGt*\  
 最小特征尺寸：40nm 3DHm9n+/:  
 总调制高度：200nm m?j!0>  
 高度轮廓 w!}1oy  
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vO_quQ[.  
^ ?=K)  
 效率 v'!N

t
k  
kOCxIJ!Xp=  
8w&rj-  
XNUqZ-M:  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 9^='&U9sr  
W~%~^2g ;k  
xu=B  
粗糙度参数： +V@=G &Ou0  
 最小特征尺寸：40nm ;}~=W!yz  
 全高度调制：400nm "Y!
dn|3  
 高度轮廓 gDub+^ye>/  
BFOFes`>~  
.( h$@|Y  
 效率 [kOA+\v  
V]]qu:Mh8  
n@;x!c< +  
m0Syxb  
0s|LK  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 eeU$uR  
pV6HQ:y1  
7. 总结 dz|*n'd  
 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)。 n^\;*1%$c@  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 U 0RfovJ  
 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。 "Y]ZPFh#.  
 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。 #( sNk,^Ax  
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