[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。 (tKMBxQo8  
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1. 建模任务 F~R7~ZE  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 @ae
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 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 wDw<KU1UK  
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2. 建模任务：正弦光栅 (3W&AM  
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x-z方向(截面视图) ?bI?GvSh  
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光栅参数： h'!V8'}O?  
 周期：0.908um
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 高度：1.15um P7r4ePtLk{  
(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) eXG57<t ON  
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3. 建模任务 C0<YH "  
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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。 \O? u*  
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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。 ]/44Ygz/  
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4. 光滑结构的分析 ]3+``vL  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 v$3_o :  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% F`srE6H  
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5. 增加一个粗糙表面 5~U:@Tp  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Azn:_4O  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 "mtp0  
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$?$9y^\  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 oLP]N$'#  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 G_+Ph^  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 !.X_/$c  
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6. 对衍射级次效率的影响 Pw xIz  
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粗糙度参数： $m8leuo)  
 最小特征尺寸：20nm 8}z3CuM  
 总的调制高度：200nm lM+ xU;  
 高度轮廓 PY-+Bf  
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 效率 I+~bCcgPi  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 H/`G  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm agW9Go_F[  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 `#U ]iwW!  
J|q^+K  
'=@r7g.2  
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 效率 e/@29  
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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。 ~lk@6{`l|1  
3&9zGy{V+  
粗糙度参数： ]9@X?q  
 最小特征尺寸：40nm %y
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 总调制高度：200nm ENyAF%6  
 高度轮廓 $l#{_~ "m7  
_25d%Ne0  
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 效率 6e/7'TYwT  
E\iJP^n  
6y9C@5p}B  
4(8<w cL  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 9fMSAB+c%  
{NV:|M!  
ssT@<Tk^4  
粗糙度参数： '+6<U[ L  
 最小特征尺寸：40nm Th/{x h  
 全高度调制：400nm |=u96G~N  
 高度轮廓 cyHU\!Z*Zq  
5y}BCY2=/  
Otxa<M+"  
 效率 5Edo%Hd6  
3t*#!^$  
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]<q'U> N  
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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。 /:KQAM0  
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7. 总结 L&'l3|  
 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)。 }b
iCQ*{'  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 9 R  
 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。 3u4:l  
 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。 0:#7M}U  
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