[技术]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。 7z4k5d<^_  
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1. 建模任务 "CJ~BJI%  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 v.-DXQ
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 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 u;_h%z5K  
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2. 建模任务：正弦光栅 d2`g,~d  
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x-z方向(截面视图) H`CID*Ji  
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光栅参数： 4`5yrCd  
 周期：0.908um ?uq`|1`  
 高度：1.15um z$%twBg}#  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) a_>|N
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3. 建模任务 b"h'7C/  
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 xs{pGQ6
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R@o&c%K"  
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 ,QcS[9$  
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4. 光滑结构的分析 *&NP?-E  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 <CyU9`ye  
 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% q)k:pQ   
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5. 增加一个粗糙表面 :$WO"HfMSn  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 T`&zQQ6F'  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 n Nt28n@  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 8SGaS&  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 "_{
NdV|a  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 =
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6. 对衍射级次效率的影响 R;< q<i_l  
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粗糙度参数： l=~!'1@L}  
 最小特征尺寸：20nm Su#0F0  
 总的调制高度：200nm ./YR8#,  
 高度轮廓 PYkhY;*  
Tq1\  
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 效率 s)^/3a  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 y4^u&0}0$  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm P?0X az  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ATs_d_Sz  
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 效率 \[MAa:/  
eADCT  
 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。 f"MID6  
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粗糙度参数： oTw!#Re)  
 最小特征尺寸：40nm 'a~@q~!  
 总调制高度：200nm RN$vKJk  
 高度轮廓 R<|\Z@z  
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}`tSRB7  
`^M]|7  
 效率 ? wS}'  
&o:5lxR{  
R/hf"E1  
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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。 ?@64gdlwq  
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aKI"<%PNn  
粗糙度参数： l<=;IMWd  
 最小特征尺寸：40nm w~3X m{  
 全高度调制：400nm Ymut]`dX  
 高度轮廓 iE%"Q? Q/  
SuE~Wb5&  
v:O{"s  
 效率 $WAwMS,  
u64#,mC[*  
GBJLB  
9CDei~  
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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。 "[)G{VzT  
'HA{6v,y  
7. 总结 EGu%;[  
 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)。 THrLX;I  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 *^?tr?e%I<  
 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。 T.bFB+'E|  
 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。 s^kG]7  

经典，学下。。。，，