[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。 U`G  
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1. 建模任务 }0Q_yuzx0m  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Owe"x2D\  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 8%eWB$<X  
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2. 建模任务：正弦光栅 }:04bIaV  
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x-z方向(截面视图) ><t4 f(d  
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光栅参数： 8h,>f#)0c  
 周期：0.908um (
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 高度：1.15um y\?T%g  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) v(|Arm?  
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3. 建模任务 I34|<3t$  
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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。 \LN!k-c  
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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。 &U
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4. 光滑结构的分析 (dH "b *  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 Iez`g<r  
 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% vtA%^~0  
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5. 增加一个粗糙表面 eBZ94rA]  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ;h7W(NO~z  
 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。 }xA Eu,n^  
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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)。
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 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 -$A >b8  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ?niv}/'%O  
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6. 对衍射级次效率的影响 >53Hqzm&  
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粗糙度参数： 9<|nJt  
 最小特征尺寸：20nm -T8'|"g  
 总的调制高度：200nm nK8IW3fX9)  
 高度轮廓 1C5~GI`  
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 效率 03?7kAI  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 7%sx["%@  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ) >H11o{&  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 "Q.KBX v/  
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 效率 k+
+
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 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 T!2gOe  
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粗糙度参数： }I"k=>Ycns  
 最小特征尺寸：40nm Da)H/3ii  
 总调制高度：200nm 6 9s%  
 高度轮廓 rNl%I@
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 效率 y;VmA#k`  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 U}<'[o V  
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粗糙度参数： &`2$,zX#  
 最小特征尺寸：40nm ;XI=Y"h{%  
 全高度调制：400nm ZRP[N)
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 高度轮廓 A(1WQUu j  
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 效率 B42qiV2/k  
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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。 %g7B*AX]  
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7. 总结 m/"}Y]
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 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)。 {q/D,Rh8  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 V?r(;x  
 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。 ZJOO*S  
 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。 %&M*G@j  
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