[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。 "=;&{N~8U  
+}Pa/8ybJ  
1. 建模任务 ')+EW" e  
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)".gjW8{#L  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 i=4bY[y  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 oCr
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r4sR5p]|  
2. 建模任务：正弦光栅 ?cvv!2B]T  
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x-z方向(截面视图) gyK"#-/_d  
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光栅参数： &,/T<V  
 周期：0.908um w <ID<  
 高度：1.15um c2nZd.SD|  
(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) i@RjG
 
KlPH.R3MPO  
3. 建模任务 C*9m `xh  
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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。 KK+Mxoj,  
9&tV
#=s  
 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。 e.T5F`Du  
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4. 光滑结构的分析 TaC)N  
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y^ :x2P  
`y\:3bQ4  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 u{ng\d*KE}  
 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% it,%T)2H  
(F)zj<{f  
nxt1Y04,H  
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5. 增加一个粗糙表面 [Y*UCFhI0  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 uxcj3xE#d  
 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。 0kkiS3T  
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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)。 /[q@=X&  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 CUG6|qu  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 $W09nz9?  
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6. 对衍射级次效率的影响 5
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粗糙度参数： exhF5,AW|K  
 最小特征尺寸：20nm GA|q[<U  
 总的调制高度：200nm ,QQ:
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 高度轮廓 K5KN}sRs"  
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 效率 TKE)NIa  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 f|`{PP`\  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm iTX.?*  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 \yy!?UlaI  
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 效率 &F:7U!  
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 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 k\
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粗糙度参数： ]D%[GO//!  
 最小特征尺寸：40nm j7W_%Yk|E  
 总调制高度：200nm B|Omz:c  
 高度轮廓 @
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 效率 bcZuV5F&  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 Txxc-$z  

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粗糙度参数： 52~k:"c  
 最小特征尺寸：40nm ux }DWrR  
 全高度调制：400nm vQh'C.  
 高度轮廓 hImCy9i}  
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 效率 ]gEfm
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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。 !6KEW,  
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7. 总结 2H /a&uo@n  
 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)。 uZ^i8;i  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ?=vwr,ir  
 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。 {> }U>V  
 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。 D^u{zZy@e  

经典，学下。。。，，