[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。 0J7)UqMf.  
N@Pf\D  
1. 建模任务 ?CIMez(h  
0mk-o  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 a<-NB9o~v  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 0.C[/u[  
@)=\q`vV  
2. 建模任务：正弦光栅 #AHX{<  
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x-z方向(截面视图) veX#K#  
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TpXbJ]o9  
光栅参数： s8;/'?K  
 周期：0.908um Q${0(#Nu  
 高度：1.15um zMlW)NB'  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) *9.4AW~]X  
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3. 建模任务 '| (#^jAj  
Xm,w.|dx  
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S%J$.ge  
 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。 CqHCJ '  
8+'9K%'@qX  
 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。 &Luq}^u  
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4. 光滑结构的分析 @BCws)  
W~(4t:hp  
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J*HZ=6L  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 vX|i5P0)8  
 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% ,m ^q>  
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eru2.(1  
5. 增加一个粗糙表面 Y:UDte[Lb  
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g=iPv3MG  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 `Hj{XIOx  
 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。 6,Aj5jG  
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jm~(OLg  
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& !0[T   
"h.-qQGU%  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 WGy3SV )  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ynkPI6o  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ~:h-m\=8Y  
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6. 对衍射级次效率的影响 {|cuu"j26  
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粗糙度参数： x.gR
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 最小特征尺寸：20nm *c"tW8uR  
 总的调制高度：200nm ]*fiLYe9  
 高度轮廓 #s"|8#  
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?r< F/$/  
gie.K1@|  
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 效率 H~fX>6>  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 !\e&7sV~Q  
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Z?XgY\(a(Q  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm kd0~@rPL  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 Z]Zs"$q@  
z>n<+tso  
i,k.#Vx[m  
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 效率 I,rs&m?/m  
Glz yFj  
 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。 l;u_4`1H  
,gdf7&r  
粗糙度参数： (t^&L  
 最小特征尺寸：40nm QtF'x<cB  
 总调制高度：200nm o>3g<-ul  
 高度轮廓 +A3Q$1F  
A'jw;{8NpF  
WziX1%0$n  
hU3z4|~+  
 效率 A4kYEA  
jGp|:!'w  
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RA5*QW  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 I $5*Puy#  
|.8lS3C  
`#v(MK{9+V  
粗糙度参数： $s[DT!8N  
 最小特征尺寸：40nm @|7Ma/8v  
 全高度调制：400nm gy%/zb
Zx  
 高度轮廓 PA=.)8  
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lDBn3U&z>  
 效率 *
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@(;zU~l/  
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Dg:2*m_!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。 #gHs!b-g@  
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7. 总结 Jl,mYFEZ  
 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)。 !'yl
h8}  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 hM":?Rx  
 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。 #fF~6wopV  
 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。 ^5"2s:vP  
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