[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。 ?NVX# t'  
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1. 建模任务 w t6&N{@  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 .iV-Y*3<  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 Lp7h'|]u  
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2. 建模任务：正弦光栅 h]]B@~  
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x-z方向(截面视图) S"cim\9xP  
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光栅参数： ?$Dc>  
 周期：0.908um y&W3CW\:  
 高度：1.15um +gyGA/5:d$  
(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) h:AB`E1  
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3. 建模任务 B/_~j_n$m  
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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。 w.(?
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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。 M1q_gHA  
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4. 光滑结构的分析 0iV~MQZ(  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 4 'DEdx,&f  
 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%
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5. 增加一个粗糙表面 Os/?iGlD*E  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 $=5kn>[_Z%  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 \b}%A&Ij  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 :W9a t  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 }J`cRDO  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 */OKg;IMi  
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6. 对衍射级次效率的影响 )XDbg>  
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粗糙度参数： j XYr&F  
 最小特征尺寸：20nm /z)Nz2W  
 总的调制高度：200nm GHO6$iM)[  
 高度轮廓 x@@bC=iY$  
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 效率 "|BSGV!8  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 \x|8  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm m%b#B>J,n  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 !gcea?I  
MS]Q\g}U  
Q\}Ck+d`a  
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 效率 tNQACM8F;  
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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。 0]zMb^wo  
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粗糙度参数： 4HpKKhv"  
 最小特征尺寸：40nm et/v/Hvw1  
 总调制高度：200nm yG;@S8zC  
 高度轮廓 !;Ke#E_d  
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r^{Bw1+  
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 效率 {&a6<y#-  
P-DW@drxF  
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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。 {q^UWv?1  
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粗糙度参数： 'hFL`F*  
 最小特征尺寸：40nm [ P,gEYk  
 全高度调制：400nm /t*Q"0X5  
 高度轮廓 csA-<}S5]b  
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l&5Tft  
 效率 @<&u;8y-Cn  
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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。 j<R&?*  
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7. 总结 fe8hgTP|  
 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;%dZ  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 zZP/C   
 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。 E^0a; |B[  
 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。 xZY7X&C4  
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