[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。 ^_G@a,  
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1. 建模任务 +W}6o3x~  
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N<T@GQwkS  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 o'|B|oZ  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 I@:"Qee  
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2. 建模任务：正弦光栅 Oc%W_Gb7  
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x-z方向(截面视图) aQglA  
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光栅参数： nX
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 周期：0.908um ?
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 高度：1.15um Pd;Gc@'~  
(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) cSYMnB  
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3. 建模任务 w7b\?]}@  
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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。 YpEH(tq  
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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。 Ar'k6NX  
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4. 光滑结构的分析 l;}3J3/qq]  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 QAX3*%h  
 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% 40}7O<9*  
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5. 增加一个粗糙表面 "w3%BbIx  
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3? F~H  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 H:cAORLB  
 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。 0G`@^`  
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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)。 2d&]V]:R*  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 C=qL0  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ehTv@2b  
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6. 对衍射级次效率的影响 Y=t?"E  
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粗糙度参数： k~)@D| ?  
 最小特征尺寸：20nm nf1O8FwRb  
 总的调制高度：200nm Wg,7k9I  
 高度轮廓 2S-f5&o  
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 效率 w|abaMam  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响  aW9\h_$  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm I51I(QF=  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 kU,g=+2J  
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*HB 32 =qD  
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 效率 t~<HFY*w  
.5);W;`X  
 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。 d0R;|p''Z  
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粗糙度参数： X,bhX/h  
 最小特征尺寸：40nm ;hF}"shJN  
 总调制高度：200nm A1r%cs  
 高度轮廓 T}
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 效率 Y>atJ  
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[XttT  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ]>1`Fa6_  
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粗糙度参数： +r7hc;+G  
 最小特征尺寸：40nm \Zh&[D!2  
 全高度调制：400nm :aBm,q9i:}  
 高度轮廓 J%n#uUs  
-<9Qez)y  
H4sW%nZ0  
 效率 -v-kFzu  
Zb2PFwcy  
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9HEqB0|ZRu  
 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。 _`gkYu3R+  
QT zN  
7. 总结 ({@"{  
 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)。 'J3yJ{  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 'CSjj@3X  
 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。 d
3 i(UN]  
 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。 Wp+lI1t  
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