[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。 7`Du5>b8  
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1. 建模任务 qu{mqkfN>  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 &?<AwtNN  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 Mtp%co)f  
P;U@y"s  
2. 建模任务：正弦光栅 
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x-z方向(截面视图) Bymny>.M  
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光栅参数： *\q8BZ  
 周期：0.908um g [L  
 高度：1.15um r*d Q5 _  
(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) $KQ,}I  
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3. 建模任务 > V%Q O>C  
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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。 $c=&0yt5  
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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。 1uM/2sX  
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4. 光滑结构的分析 ,cQA*;6  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 /0\QL+^!  
 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% BE4\U_]a3  
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5. 增加一个粗糙表面 :uvc\|:s  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 LUul7y'"  
 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。 MBO,\t.  
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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)。 }K;iJ~kD1  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 %*p^$5L<  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 i-"<[*ePd  
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6. 对衍射级次效率的影响 +{^'i P  
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粗糙度参数： s kY0\V  
 最小特征尺寸：20nm 4w9F+*-  
 总的调制高度：200nm E6Q91Wz9f  
 高度轮廓 ]!-R<[b 6  
v?{vg?vI  
4K'|DO|dH  
C=s((q*  
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 效率 b<\GI7  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 PbQE{&D#  
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8(uw0~GO  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm (I!1sE!?1  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 8z0Hx  
u{pTva  
G\uU- z$)  
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 效率 vj(@.uU)  
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F&EE  
 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。 'l8eH$  
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粗糙度参数： +O,V6XRr  
 最小特征尺寸：40nm yq!CWXZ2  
 总调制高度：200nm i(z+a6^@|  
 高度轮廓 35}P0+  
$Q#?`j  
C~:b*X  
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 效率 <BQ%8}  
ud.poh~|  
G1A$PR  
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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.<giBh  
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粗糙度参数： rdFs?hO  
 最小特征尺寸：40nm #qPVQt  
 全高度调制：400nm RlPjki"M
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 高度轮廓 xL|?(pQ/BK  

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 效率 /Ql6]8.P  
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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。 ozT._C  
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7. 总结 [;)~nPjI  
 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)。 4;08n|C  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 Qh/lT$g  
 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。 :m)c[q8  
 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。 -DA;KWYS  
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