[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。 b3qc_  
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1. 建模任务 vP-M,4c  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 |FR3w0o  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 B7*}c]^6
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2. 建模任务：正弦光栅  q" @  
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x-z方向(截面视图) $So%d9k  
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光栅参数：  3yS  
 周期：0.908um I?!rOU=0  
 高度：1.15um ZFh+x@  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) I0= NaZ7  
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3. 建模任务 8%{q%+  
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@!tVr3;N$  
 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。 ik1tidw  
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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。 qB6dFl\ (  
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4. 光滑结构的分析 ]n1dp2aH  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 &rq{v!=7  
 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% P1kB>"bR  
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&{HTYP  
5. 增加一个粗糙表面 PK6iY7Qp)  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 <EX7WA  
 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。 Z)< wv&K  
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F}?<v8#z0  
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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)。 Ws[D{dS/  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 U..<iNQE5  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 h^|5|l  
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6. 对衍射级次效率的影响 8QgA@y"  
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粗糙度参数： 5mB]N%rfW%  
 最小特征尺寸：20nm Gm8E<iTP  
 总的调制高度：200nm x-m/SI]_N  
 高度轮廓 Z|6{T  
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 效率 X)Gp7k1w  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 eD#XDK  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 4iX-(ir,  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 dSK0h(8  
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VV3}]GjC  
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 效率 E,"&-`/2v  
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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。 M@7Xp)S"  
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粗糙度参数： @'jfKW  
 最小特征尺寸：40nm )C]x?R([m  
 总调制高度：200nm a5c'V   
 高度轮廓 SG]
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 效率 !k&)EWP?  
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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。 ZXXiL#^  
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粗糙度参数： HYClm|   
 最小特征尺寸：40nm
i57( $1.  
 全高度调制：400nm g:~+Pe  
 高度轮廓 uH{'gd,q8  
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 效率 vOT*iax0  
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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。 0D3OE.$0  
3E|;r _; 8  
7. 总结 wq\G
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 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)。 f_<Y\  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 rK=6]j(K  
 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。 IC~ljy]y_  
 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。 6Z
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