[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。 64#6L.Q-c  
SqiLp!Y`  
1. 建模任务 `&)khxT/  
`=]I-5#.W  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ]Z@+ |&@L  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 {kLL&`ii  
WHV]H  
2. 建模任务：正弦光栅 Hkc:B/6
 
g@&@]63  
x-z方向(截面视图) ;'\{T#5)  
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+sTZ) 5vQ  
光栅参数： #>SvYP  
 周期：0.908um o'W[v0> L-  
 高度：1.15um q><E?  
(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) )8H5ovj.  
G(alM=q  
3. 建模任务 y.zS?vv2g  
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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。 iU5Aj:U3  
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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。 &ZjQa.-U>  
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4. 光滑结构的分析 1 :xN)M,s  
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4XkSj9D~z  
4= VAJ  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 zc<C %t[~y  
 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% k^|P8v+"D  
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5. 增加一个粗糙表面
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ub
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 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。 w[>/(R7im  
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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)。 .Dw^'p>  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 bg\~"  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 :les 3T}2  
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6. 对衍射级次效率的影响 l$%mZl  
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粗糙度参数： w5I +5/I  
 最小特征尺寸：20nm z6tH2Wxf  
 总的调制高度：200nm QI@
!QU$K&  
 高度轮廓 +DwyMzeE  
< PoRnx  
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 效率 *g$egipfF  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ~F`t[p  
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4_3 DQx9s  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm <~BheGmmy  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 kve{CO*  
UE4zmIq  
'l$<DcBj  
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 效率 F`9;s@V*  
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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。 pIh%5ZU  
pU`4bT(w%  
粗糙度参数： 28L3"c  
 最小特征尺寸：40nm Cc:m~e6r  
 总调制高度：200nm ZbJUOa?W
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 高度轮廓 ~%9ofXy  
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t 7D2k2x9  
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 效率 v_*E:E  
C'ZF#Z  
UOrfwK  
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~C  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 L 6){wQ%c  
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8
H_3.MK  
粗糙度参数： ruM16*S{=  
 最小特征尺寸：40nm ;8UHnhk_O  
 全高度调制：400nm 8Ua;< h%  
 高度轮廓 =R)9_D6I  
y: @[QhV  

9 |Iq&S  
 效率 2RDos#  
Qci<cVgP  
JcxhI]E  
,[IN9W  
I(E1ym  
 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。 <Tr_,Ya{9  
TL(L[  
7. 总结 5gWn{[[e)y  
 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)。 /ve8);cH\  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 *ms?UFV[r  
 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。 Dqu1!
f  
 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。 ,R$n I*mf_  
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