[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。 5dg(e3T  
Pz^544\~ou  
1. 建模任务 {Ha57Wk8D  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 iQ{VY ^ 0  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 r*Xuj=  
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2. 建模任务：正弦光栅 gZ5 |UR<  
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x-z方向(截面视图) 8ipez/  
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光栅参数： 7o4\oRGV  
 周期：0.908um E.f%H(b  
 高度：1.15um 4I7>f]=)  
(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) cNH7C"@GVu  
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3. 建模任务 liSmjsk  
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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。 P*o9a  
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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。 $J2Gf(RU  
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4. 光滑结构的分析 Ls%MGs9PI  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ~m |BC*)  
 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% M`>E|"<  
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M}Sv8D]I  
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5. 增加一个粗糙表面 $^P0F9~0  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 #F#%`Rv1  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 L$-T,Kze  
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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)。 J *yg&  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 s CRdtP  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 2?5>o!C  
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6. 对衍射级次效率的影响
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粗糙度参数： R@0R`Zs  
 最小特征尺寸：20nm /mMV{[  
 总的调制高度：200nm K8~d^
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 高度轮廓 y^k$Us  
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 效率 H[gWGbPq7  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 6mE\OS-I  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm Mhu*[a=;x  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 .N3mb6#[R  
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 效率 ~@!bsLSMU  
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 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 l.]xB,k  
B[}6-2<>?C  
粗糙度参数： N;R^h? '  
 最小特征尺寸：40nm =v\.h=~~  
 总调制高度：200nm n|hNM?v  
 高度轮廓 4 :v=pZ  
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 效率 <$YlH@;)`a  
E{\2='3\  
)_:NLo:  
xoL\us`A  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 teP<!RKNb  
NRuNKl.v  
8(De^H lO  
粗糙度参数： jCY%|  
 最小特征尺寸：40nm z{543~Og59  
 全高度调制：400nm Pfhmo $  
 高度轮廓 <%^&2UMg  
Zfw,7am/  
Om<a<q  
 效率 7^Uv7<pw  
y} '@R$  

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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。 rOYx b }1  
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7. 总结 ]|@^1we  
 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)。 /QQ*8o8  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ^ 9sjj  
 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。 jdN`mosJ  
 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。 =wJX0A|  

经典，学下。。。，，