[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。 @~gPZm  
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1. 建模任务 1o5kP,)  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。
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 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 _*}D@yy&  
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2. 建模任务：正弦光栅 `/1rZ#  
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x-z方向(截面视图) * 0K]/tn<  
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光栅参数： trwo(p  
 周期：0.908um \ MuKS4  
 高度：1.15um !_Y
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(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) ;PVE= z+y  
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3. 建模任务 )[Rwc#PA;  
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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。 &7kLSb&|;  
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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。 =WN8><K!  
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4. 光滑结构的分析  l  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 Q$Qr)mcC  
 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% J%Y-3{TQK  
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5. 增加一个粗糙表面 V#599-  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 XR=ebl  
 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。

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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)。 MR,>]| ^  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 s Wj:m)  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ,
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6. 对衍射级次效率的影响 }uD*\.  
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粗糙度参数： sz7<u|  
 最小特征尺寸：20nm c[6<UkH7  
 总的调制高度：200nm _B&;z $  
 高度轮廓 2zsDb'r  
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 效率  ^AwDZX  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 H8Ra!FW@  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 74A&#ecb{  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 bT:;^eG"  
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 效率 RLh%Y>w  
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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。 & @$D(  
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粗糙度参数： A
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 最小特征尺寸：40nm ;|vn;s/  
 总调制高度：200nm ]D>\Z(b
 
 高度轮廓 0$R}_Ok  
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 效率 tiic>j\D  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 M;X}v#l|XI  
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粗糙度参数： rV/! VJ6x  
 最小特征尺寸：40nm >@|XY<  
 全高度调制：400nm ]#O~lq  
 高度轮廓 KupQtT<  
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 效率 fXx !_Z  
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 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 MM/D5g  
S4>1d-  
7. 总结 D"s ]dQ$r  
 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)。 ;LFs.Jc<  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 :}~B;s0M\  
 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。 I#:4H2H6  
 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。 }woNI  
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