[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。 ZREAEGi{  
LEJ7.8
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1. 建模任务 d%istFL)  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 %-4e8d74/  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 Yb|zE   
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2. 建模任务：正弦光栅 `f:5w^A  
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x-z方向(截面视图) T_}\  
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光栅参数： Zv=p0xH  
 周期：0.908um _e_]$G/TM  
 高度：1.15um /N@0qQ  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) /Ki :6  
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3. 建模任务 Ej1 [ry  
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 aAko-,URC  
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 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 U6=m4]~Z  
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4. 光滑结构的分析 ?<w +{  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 xuelo0h,  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% a~ REFy  
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5. 增加一个粗糙表面 vfhip"1  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 TF^]^XS'  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 }qz58]fyx  
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.^kTb2$X  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 uR"]w7=  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Q)a*bPz  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 <{-DYRiN  
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6. 对衍射级次效率的影响 m@c2'*&Y  
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粗糙度参数： m dC. FO-  
 最小特征尺寸：20nm Ar'5kPzY>  
 总的调制高度：200nm I3s}t$`y(  
 高度轮廓 *
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r?V|9B`$p  
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 效率 Vfw$>og!  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响  b
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u|pL`X  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm vOP[ND=T  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 mA>Pr<aV:  
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 效率 a,tP.Xsl  
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 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 iCEX|Tj;  
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粗糙度参数： O>>8%=5Q  
 最小特征尺寸：40nm A=3U4L  
 总调制高度：200nm W.CIyGK  
 高度轮廓 7v:;`6Jb  
n_+Iw,a'm  
g+CHF?O  
{l1;&y?  
 效率 0!zWXKX  
x-W0 h  
~p 1y+  
M>^IQ  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 lubS{3<  
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粗糙度参数： RcE%?2lD  
 最小特征尺寸：40nm & 3a+6!L[  
 全高度调制：400nm %$}iM<  
 高度轮廓 C^~iz in  
BdYh:  
&,)tD62s  
 效率 D *tBbV  
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*W$wr  
qjFgy)qV  
f;Dz(~hw  
2,fB$5+  
 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。 :`|,a(  
aG ,uF  
7. 总结 ])JJ`Z8Bk  
 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)。 dvf*w:5K!  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 8BN'fWl&E  
 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。 M1i|qjb:l  
 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。 cZ(XY}  
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