[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。 #3$|PM7,_  
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1. 建模任务 [aC9v
Eso!  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 sg2C_]i,H  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 iTvCkb48m  
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2. 建模任务：正弦光栅 =>J#_Pprn  
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x-z方向(截面视图) /W>"G1)  
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光栅参数： ?yb{DZ46  
 周期：0.908um 5~F0'tb|}  
 高度：1.15um OR9){qP  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) F"CYrt  
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3. 建模任务 a+i+#*8wm  
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 ;$Jvqq|T  
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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。 >KFJ1}b|3  
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4. 光滑结构的分析 ~-%A@
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 aB)DX  
 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% A{%;Hd`0/  
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5. 增加一个粗糙表面 bYc qscW  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Sq,ty{j2%  
 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。 gi>_>zStv  
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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)。 a6E"  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Hrnql  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 )S;ps  
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cx(F,?SbS  
6. 对衍射级次效率的影响 X~3P?O]kFv  
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粗糙度参数： pe})A  
 最小特征尺寸：20nm mU$7_7V~  
 总的调制高度：200nm MlE~gCD  
 高度轮廓 P;LZ!I  
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 效率 63Yu05'  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 _ n4ma  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 'LLx$y.Ei[  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 2z# @:Q  
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 效率 )#~fS28j  

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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。 }zxh:"#K  
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粗糙度参数： P.Z<b:V!  
 最小特征尺寸：40nm D D;+& fe  
 总调制高度：200nm <" l;l~Y1  
 高度轮廓 an[~%vxw}  
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 效率 %P,^}h7  
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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。 7d8qs%nA  
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粗糙度参数： 
aq/Y}s?  
 最小特征尺寸：40nm WTv\HI2X !  
 全高度调制：400nm nL07^6(  
 高度轮廓 {59VS Nl  
gs8@b5 RSb  
U]EuDNkO{  
 效率 `4$Qv'X*  
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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。 &~A*(+S  
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7. 总结 8 E+C:"  
 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)。 4yZ+,hqJ<9  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 cPaWJ+c  
 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。 (Cd{#j<  
 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。 lF"(|n"R  

经典，学下。。。，，