[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。 ?pp|~A)b  
k/#321Z  
1. 建模任务 )@.6u9\  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 x5nw/''[2  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 <<ifd?  

92Df.xI}  
2. 建模任务：正弦光栅 ef(OhIX  
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x-z方向(截面视图)
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光栅参数： 9^1.nE(R&  
 周期：0.908um ]$a,/Jt  
 高度：1.15um r081.<  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) ;AK@Kb  
G~Mxh,aD$>  
3. 建模任务 g_t1(g*s  
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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。 +zLh<q0  
N|L Ey  
 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。 OQm-BL  
(
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4. 光滑结构的分析 nd1%txIsr  
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V@a  
Yv[j5\:x  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 %o9;jX  
 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% Yhkn(k2  
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c|^#v8x^/  
$f^ \fa[  
5. 增加一个粗糙表面 s9-aPcA  
92HxZ*t7km  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ;/phZ$l  
 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。 `CXAE0Fx  
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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)。 1"Z61gXrz  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 f}1R,N_fC  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 V=,VOw4  
{|~22UkF[V  
_,JdL'[d  
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6. 对衍射级次效率的影响 s1eGItx[w  
#D-L>7,jA  
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粗糙度参数：
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 最小特征尺寸：20nm >=_Z\ wA  
 总的调制高度：200nm )Ekp <2B:0  
 高度轮廓 nUL8*#p-  
$m;rOKVU  
8[|RsM  
L[Dr[  
Ox` +Z0)a  
 效率 =A,6KY=E  
MWS=$N)v*  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ;(0E#hGN  
3d2|vQx,K  
|oSx*Gh  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm j<LDJi>O  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 8Jd\2T7h  
b'N(eka  
prC1<rm  
Q`dzn=  
 效率 P%6-W5<  
P2S$Dk_<\X  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 vbeYe2;(  
q+/c+u?=^  
粗糙度参数： x*A_1_A  
 最小特征尺寸：40nm F~cvob{  
 总调制高度：200nm zd+_ BPT  
 高度轮廓 qe!\ oh  
",\,lqV  
G6N$^HkW?  
Vn`-w  
 效率 [4qx+ypT  
}?pY~f  
S[bFS7[  
_z<y]?q  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 c8cV{}7Kb  
(1r.AG`g  
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粗糙度参数： k:Iz>3O3]  
 最小特征尺寸：40nm wj fk >  
 全高度调制：400nm 2[W1EQI  
 高度轮廓 \@6nRs8b|N  
3%<Uq%pJ  
KrhAObK  
 效率 &J)q_Z8  
idLysxN  
vxxa,KR/y  
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 Xw  
8#gS{  
 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。 0ivlKe%  
GUJaeFe  
7. 总结 \4RVJ[2  
 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)。 .:KZ8'g3}  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 l^s\^b
=W  
 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。 ?NZKu6  
 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。 :wJ=t/ho  
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