[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。 ]pzf{8%  
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1. 建模任务 ido'<;4>  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 y['$^T?
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 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ]KA|};>ow  
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2. 建模任务：正弦光栅 -L NJ*?b  
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x-z方向(截面视图) ,?3r-bM  
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光栅参数： 0/6f9A  
 周期：0.908um U,gg@!1GJo  
 高度：1.15um ,gVA^]eDh  
(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) ,ZHIXylZ  
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3. 建模任务 c/jU+,_g  
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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。 2`9e20  
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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。 j2#RO>`,I  
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4. 光滑结构的分析 6ey{+8  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 "oz : & #+  
 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% ?1T)cd*  
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5. 增加一个粗糙表面 K|%.mcs4  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 R}_B\#Q  
 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。 <tXk\cOg  
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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)。 a> qB k})  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 6|:K1bI)  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 PvF3a`&r  
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6. 对衍射级次效率的影响 N iw~0"-V  
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粗糙度参数： 5QN~^  
 最小特征尺寸：20nm W5cBT?V  
 总的调制高度：200nm |`eHUtjH  
 高度轮廓 1i3;P/  
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 效率 0OCmyy  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 i&mcM_g32  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 9`y@2/!Y  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 7md,!|m
 
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Q~k5 }n8  
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 效率 sU Er?TZ  
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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。 &fofFVQnW  
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粗糙度参数： (yrN-M4~t  
 最小特征尺寸：40nm .n[;H;  
 总调制高度：200nm {ooztC  
 高度轮廓 B@w/wH  
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 效率 hk+8s\%-  
H#Hhi<2  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ,>!%KYD/f  
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3 C{A  
粗糙度参数： &R5zt]4d&  
 最小特征尺寸：40nm ONVhB  
 全高度调制：400nm TB}6iIe  
 高度轮廓 {
x{~%)-  
igx~6G*  
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U7P\sw2  
 效率 ) >te|@}o  
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ZyM7)!+kPa  
 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。 9;7Gzr6A"  
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7. 总结 .(RZ&*4  
 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)。 [*C%u_h  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 KFgq3snH  
 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。 ''dS{nQs  
 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。 *8r^!(Kj  
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