[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。 ]3uErnI  
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1. 建模任务 ;}"_hLX  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 RB`Emp&T  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 {EE/3e@  
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2. 建模任务：正弦光栅 [DpGL/Y.  
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x-z方向(截面视图) r9McCebIW  
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光栅参数： Fa:fBs{  
 周期：0.908um %xF j;U?  
 高度：1.15um ?^t"tY  
(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) /`McKYIP  
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3. 建模任务 4=!SG4~o  
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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。 HI)MBrj;r  
d$Y3 a^O|  
 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。 o8Vtxnkg  
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4. 光滑结构的分析 ?@8[1$1a  
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v'gP,UO-%D  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 :ZG^`H/X1d  
 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% k]?M^jrm  
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5. 增加一个粗糙表面 DID&fj9m  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 O92a*)  
 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。 'NCxVbyYD  

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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)。 Q-;ltJ  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 tTrUVuZ
 
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ~3-2Iu^F  
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6. 对衍射级次效率的影响 u=^0n2ez  
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粗糙度参数： s!S,;H  
 最小特征尺寸：20nm Ch-56   
 总的调制高度：200nm obWBX'  
 高度轮廓 *4}l
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L-ans2?  
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V"":_`1VW  
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 效率 qT]Bl+h2  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 7+]T}4;  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm &We1i&w  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ,])@?TJb@  
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+o&E)S}wP  
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 效率 =uKGh`^[  
<()xO(  
 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。 3$f%{
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粗糙度参数： *8k`m)h26  
 最小特征尺寸：40nm 6S?a57;&W  
 总调制高度：200nm 6_/oVvd  
 高度轮廓 $$YLAgO4  
%8iA0t+  
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y@g{:/cmO  
 效率 $IUP;  
A(AyLxB47*  
0^44${bA  
AfvTStwr  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 )f#@`lf[<  
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粗糙度参数： I%xrDiK97  
 最小特征尺寸：40nm r$ue1bH}|  
 全高度调制：400nm e2w$
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 高度轮廓 HN>eS Y+  
=0xuH>WY}w  
Z4'"*  
 效率 2^Gl;3  
n`f},.NM|  
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G8|[.n  
Lc^nNUzPo  
 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。 )>at]mH  
'T[=Uuj"  
7. 总结 >j?5MIm03  
 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)。 THQW8 V  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 Y>!9P\Xe  
 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。 sw*k(i  
 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。 j-$aa;  
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