[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。 (c 1u{  
W3aXW,P.V  
1. 建模任务 ;q'DGzh  
c-v*4b/d  
{W]bU{%.  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 6{lG1\o  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 S/KVN(Z  
Am]2@ESUP  
2. 建模任务：正弦光栅 CuF%[9[cT  
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x-z方向(截面视图) ^7J~W'hI  
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|C&%S"*+D  
光栅参数： 8  /5sv  
 周期：0.908um (9Fabo\SH  
 高度：1.15um -ryDsq  
(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) A%.J%[MVz  
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3. 建模任务 c,+L +  
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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。 qAS70XjOF  
Y&K<{KA\4  
 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。 J3]qg.B%z  
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4. 光滑结构的分析 "ZA$"^  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 !q7;{/QM6  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% mG}^'?^K  
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5. 增加一个粗糙表面 =,/A\F  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 zezofW]a  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 |2t7G9[n  
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Sug~FV?k$e  
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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)。 @> +^<  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 /`j K  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 t`Y1.]@U  
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6. 对衍射级次效率的影响 =JySY@
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粗糙度参数： hNR>Hy\  
 最小特征尺寸：20nm 3'
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 总的调制高度：200nm 79c9+  
 高度轮廓 *~t$k56  
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 效率 vCU&yXGl  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 <+i`W7  
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2AdHj&XE  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm i$LV44  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 M'!!EQo  
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 效率 FDG
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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。 E/ed0'|m  
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粗糙度参数： B=RKi\K6a  
 最小特征尺寸：40nm PRf\6   
 总调制高度：200nm ?k7/`gU  
 高度轮廓 8-g$HXqs_#  
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 效率 $;`
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T6?d`i i1  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 Pc:'>,3!V3  
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粗糙度参数： >a] s  
 最小特征尺寸：40nm +z/73s0~  
 全高度调制：400nm }j<_JI  
 高度轮廓 %RF  
Y?SJQhN6W  
NZ? =pfK\s  
 效率 Fl(ZKpSZU  
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 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 3mn-dKe((  
:r+ 1>F$o  
7. 总结 
46JP1  
 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)。 dufHd  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 JZ0+VB-3U  
 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。 #z5?Y2t7~^  
 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。 *wl_8Sis}  
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