[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。 R7Zx
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V2i*PK X  
1. 建模任务 JT[|l-\zo  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 HR\yJt  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 o`M7:8G  
8.{5c6G  
2. 建模任务：正弦光栅 !wJ~p:vRdY  
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x-z方向(截面视图) `cy_@Z5A  
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QI=",vmau  
光栅参数： 35B0L.R  
 周期：0.908um h[ba$S,T  
 高度：1.15um &=<x&4H+  
(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) p8%x@%k  
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3. 建模任务 dL |D  
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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。 =>)l6**UE  
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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。 -%5*c61  
?\(E+6tpP  
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4. 光滑结构的分析 $*H_0wQc  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 ;&s`g   
 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% r_@;eh  
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5. 增加一个粗糙表面 8l~]}2LAs  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 .Quu_S_vH  
 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。 CJz2.yd  
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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)。 dPc*!xrq  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 f<=<:+  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 s+#gH@c  
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6. 对衍射级次效率的影响 B:\\aOEj  
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粗糙度参数： Ynl^Z  
 最小特征尺寸：20nm ^ |z|kc
 
 总的调制高度：200nm
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 高度轮廓 aHNR0L3$}{  
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 效率 ,)TtI~6Q  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Hbu8gqu  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm )e(Rf!P{  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 PIR#M('  
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 效率 |5oK04<  
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 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 @}eEV[Lli  
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粗糙度参数： {; #u~e(W  
 最小特征尺寸：40nm a8ya5EO  
 总调制高度：200nm _1Iy/T@1  
 高度轮廓 ;\ ^'}S|3Z  
Rah"La  
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 效率 K2$ fKju  
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Y)#x(s?t  
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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。 eRU0gvgLu"  
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粗糙度参数： vU
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 最小特征尺寸：40nm iO1ir+B\  
 全高度调制：400nm kt`_n+G  
 高度轮廓 ^j]"!:h  
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 效率 L7i2is  

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YnM&t ;TX  
 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。 W*J_PL9j  
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7. 总结 mzw`{Oy>L  
 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)。 r-^FM~
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 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 mJ+M|#Ox  
 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。 F1_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。 (V&5EO8)  
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