[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。 uV|F
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1. 建模任务 {~&]  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Mn5(Kw?o2J  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ;FI'nL  
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2. 建模任务：正弦光栅 RZEq@q  
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x-z方向(截面视图) =nHkFi@D=t  
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光栅参数： _)@G,E33f@  
 周期：0.908um >'n[B   
 高度：1.15um /#5rt&q  
(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) G%Lt>5*!nE  
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3. 建模任务 ^WU[+H ;  
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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。 I3Co   
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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。 T6SYXQd>.  
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4. 光滑结构的分析 A99;bf}"  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 BZOl&G(  
 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% },<Y \  
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5. 增加一个粗糙表面 [6\O <-?  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 MF$Dx| Tcj  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 io"NqR#"v  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 \k$cg~  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 o8g]ho  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ^^V+0 l  
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6. 对衍射级次效率的影响 aA%x9\Y  
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粗糙度参数： E-X02A  
 最小特征尺寸：20nm F)l1%FCm  
 总的调制高度：200nm D41.$t
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 高度轮廓 >7?Lq<H  
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 效率 9e;{o,r@  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 lBG5~<NT  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm wlwgYAD  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 B|>eKI  
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F(U(b_DPM  
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 效率 :p1_ij]ND  
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 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 HS.eK#:N  
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粗糙度参数： ,]@Sytky  
 最小特征尺寸：40nm 1<]?@[l<  
 总调制高度：200nm wG 5H^>6u>  
 高度轮廓 5M%)*.Y 3[  
KrTlzbw&p\  
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YRaF@?^Gn  
 效率 [7{cf`C  
EBmkKiI;  
f1\mE~#}  
Z1\=d=  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 yTWicW7i  
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/p|L.&`U  
粗糙度参数： @Y%i`}T%(  
 最小特征尺寸：40nm _k)EqPYu@  
 全高度调制：400nm `b)i;m  
 高度轮廓 C
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fo;^Jg.  
gp\o|igT  
 效率 C9%A?'`  
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 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 \NL*$SnxP  
No'Th7=|S  
7. 总结 ,u5iiR  
 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)。 9+'*  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 e1H2w? s  
 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。 69Q#
UJ  
 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。 na|23
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