[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。 af`f*{Co3  
f"Vm'0r  
1. 建模任务 Sx4UaV~"  
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jmA{rD W  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。
1z$}*`  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 EFT02#F_f  
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2. 建模任务：正弦光栅 D^T7pO  
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x-z方向(截面视图) ys"mP*wD  
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光栅参数： l5N\>q  
 周期：0.908um 19YJ`(L`x  
 高度：1.15um :b3lJ-dB  
(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) 1rvf\[  
51FK~5  
3. 建模任务 =+sIX3
  
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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。 +=04X F:  
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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。 Pisr&"A  
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4. 光滑结构的分析 #$rT 4Nc;  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 !w\;Q8irN  
 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% f9=X7"dzP  
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5. 增加一个粗糙表面 &Zy=vk*  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。
M\4;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。 -2Cf)>`v  
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Jm,X~Si  
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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)。 :2d9ZDyD  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ? NK}q\$  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 2n:J7PGD  
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6. 对衍射级次效率的影响 y9 '3vZ  
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粗糙度参数： p{PYUW"?^  
 最小特征尺寸：20nm 3!UP>,!  
 总的调制高度：200nm go Z#  
 高度轮廓 B\w`)c  
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 效率 Db:WAjU  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 bv];Gk*Z-  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm |mA*[?ye@  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 yln.E vJjD  
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WR1,J0UU6  
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 效率 T ua @w+  
l!'iLq"K(  
 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。 oI
/ThM`=q  
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粗糙度参数： U\6DEnII?!  
 最小特征尺寸：40nm |sAg@kM  
 总调制高度：200nm UGgi)  
 高度轮廓 31Du@h8YX  
DR=1';63  
%V/]V,w:*R  
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 效率 Rw%KEUDm  
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u9(AT>HxT  
WRM}gWv*  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 \)WjkhG<w#  
D._r@~o  
qo|iw+0Y  
粗糙度参数： .ji%%f  
 最小特征尺寸：40nm ( PlNaasV  
 全高度调制：400nm `-m7CT sA  
 高度轮廓 &rKhB-18)  
(H^o8J   
GK+w1%6)  
 效率 V:18]:  
_aYQ(FO  
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\PJ89u0  
`!N?#N:b)  
 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。 4+"SG@i`W  
X.qKG0i  
7. 总结 iYkNtqn/  
 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)。 C? S%fF  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ^<
-SW]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。 V-0Y~T  
 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。 ;{RQ+ZX'[  
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