[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。 T&>65`L  
oST)E5X;7  
1. 建模任务 R8u8jG(4  
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0=6mb]VUi=  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Y,Z$U| U  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 eaDZ^Z Er  
"N=$=Dy>  
2. 建模任务：正弦光栅 Fs $FR-x  
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x-z方向(截面视图) { >izfG,\  
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光栅参数： -
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 周期：0.908um V61oK  
 高度：1.15um ;7?oJH;  
(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) U2<q dknB  
3?"gfw W  
3. 建模任务 [qRww]g;P|  
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F)Q[ cai  
 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。 ?zutU w/m  
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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。 ejkUNCKQt  
Ezew@*(  
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4. 光滑结构的分析 hf9i%,J  
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NdLe|L?c  
y|MhV/P04  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 {[Ri:^nHgL  
 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% 8YRT0/V  
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5. 增加一个粗糙表面 x+
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 :'ZR!w  
 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。 E8sM`2z5  
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Vfy@?x= &  
13v`rK`7o  
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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)。 ,WOCG2h  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 diM*jN#  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ?_AX;z  
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6. 对衍射级次效率的影响 LXby(|<j  
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粗糙度参数： m ne)c[Qn  
 最小特征尺寸：20nm x<!]#**;  
 总的调制高度：200nm .{8[o[w =  
 高度轮廓 ^C^I  
^vG<Ma.yk  
CXoiA"P  
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 效率 DpmAB.  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 JLWm9c+UTG  
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o!+'<IQ'  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 3)=ix. wW  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 O_2o/  
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Z D"*fr  
lbovwj  
 效率 UJL'4 t/  
_ti^i\8~  
 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。 DcaKGjp  
r 56~s5A  
粗糙度参数： 8lqmd1v  
 最小特征尺寸：40nm 8b7I\J`  
 总调制高度：200nm o?M;f\Fy  
 高度轮廓 4NaT@68p  
)eZuG S  
hTv*4J&@|  
J7{D6@yLS  
 效率 M+ <SSi"  
lAA6tlc#C  
gk8v{'0Er  
s@%>  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 `]GL3cIh:  
Y~^R^J  
-9+$z|K  
粗糙度参数： *tpS6{4=#7  
 最小特征尺寸：40nm pQ7elv]  
 全高度调制：400nm GK11fZpO:i  
 高度轮廓 >{Mv+  

e"sv_$*  
sEw ?349Bz  
 效率 }8"i~>>a  
(?,jnnub  
xp3^,x;\X  
]QHZ[C  
TZ n2,N  
 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。 ^e]O >CJ  
MoiRAO  
7. 总结 tNZZCdB  
 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)。 UHfE.mTjM  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 [\Aws^fD_  
 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。 vYLspZ;S  
 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。 +B+cN[d  
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