[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。 ]$4k+)6  
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1. 建模任务 b,~4O~z  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 5(%+8<2  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 niFX8%<hP  
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2. 建模任务：正弦光栅 -/B}XNW  
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x-z方向(截面视图) tKo^A:M  
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光栅参数： P@lExF*D1:  
 周期：0.908um V~&P<=8;Wl  
 高度：1.15um `U#*O+S-^  
(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) K:V_,[g
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3. 建模任务 R6h(mPYA  
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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。 6QLWF@  
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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。 SM@l4GH  
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4. 光滑结构的分析 p=coOWOQ  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 S3MMyS8  
 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% M9_ y>N[0  
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5. 增加一个粗糙表面 ?>1AT==wI  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ES;7_.q  
 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。 oR[,?qu@f  
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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)。 hWJ\dwF  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ^e"BY(  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 Gk;==~  
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6. 对衍射级次效率的影响 `ihlKFX  
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粗糙度参数： O/e5LA  
 最小特征尺寸：20nm `l9Pk\X[  
 总的调制高度：200nm I?G m  
 高度轮廓 Op" \i   
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c+f~>AaI  
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 效率 izebQVQO*  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Ett%Y*D+J  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm f>s3Q\+  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 $ii/Q:w T"  
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 效率 >2x[ub%$L  
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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。 u> XCE|D*  
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粗糙度参数： #Q.A)5_  
 最小特征尺寸：40nm "^fcXV9Wp  
 总调制高度：200nm ^GQ+,0Yy  
 高度轮廓 s]#D;i8  
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 效率 TppR \[4]  
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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。 )s5Q4m!  
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粗糙度参数： $bIVD  
 最小特征尺寸：40nm
1//d68*"  
 全高度调制：400nm &m&Z^CA  
 高度轮廓 ,j>A[e&.  
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 效率 qPDe;$J)  
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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。 \2KwF}[m  
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7. 总结 Jz(wXp  
 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<c|  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 HR]*75}e  
 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。 ~,3+]ts='\  
 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。 |re)]%A?Fu  
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