[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。 $:(z}sYQ7  
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1. 建模任务 <;aJ#qT  
x+K gc[r  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 f'i6QMk\&  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 .5]{M\aA  
x`#22"m  
2. 建模任务：正弦光栅 (ZS/@He  
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x-z方向(截面视图) 1c/ X  
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2p+C%"n>  
光栅参数： ^:+Rg}]W^  
 周期：0.908um *
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 高度：1.15um VJ*\pM@no  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) ZzT&$J7]`{  
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3. 建模任务 {!MVc<G.  
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m!0N"AjA  
 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。 Ajg\aof0{  
#%4=)M>^  
 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。 (2d3jQN`  
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M}u1qXa  
4. 光滑结构的分析 l0. FiO@_Q  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 Hv8H.^D>  
 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% -<PC"B  
"ee'2O  
KxX[S.C  
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5. 增加一个粗糙表面 Ox|TMSb^  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Co[n--@C  
 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。 x~z_,':  
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S+iP^*L,c  
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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)。 /K@$#x_{  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 #)`\!)?  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 u1N1n;#  
P.h.MA]  
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6. 对衍射级次效率的影响 Yg&` U^7]B  
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粗糙度参数： 6g~+( ({lQ  
 最小特征尺寸：20nm ;iQ
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 总的调制高度：200nm GG+5/hU  
 高度轮廓 ;y OD  
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 效率 vK:QX$b  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm A0>x9XSkJ  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 }[
v~&  
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 效率 K$ AB} Fvc  
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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。 f
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粗糙度参数： cgN>3cE  
 最小特征尺寸：40nm fI]bzv;  
 总调制高度：200nm mW +tV1XjG  
 高度轮廓 'evv,Q{87  
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 效率 SK-W%t  
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'F7VM?HBfg  
[O1|75  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 KoF iQ?  
+v-LL*fa  
u|OtKq  
粗糙度参数： !.-.#<<_a  
 最小特征尺寸：40nm 7kd
|K b(  
 全高度调制：400nm kcY,vl  
 高度轮廓 Ag6uR(uI  
>{t+4p4k.  
mgcN(n1  
 效率 eM }W6vIn  
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1y E  
3I*uV!notJ  
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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。 eEP( ).
 
l{Er+)a  
7. 总结 -l[jEJS}  
 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%/yxi  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 M5O'=\+,F  
 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。 |^iA6)Q  
 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。 _lT0Hu  
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