[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。 dTwYDV}:  
' Yy+^iCus  
1. 建模任务 hij 9r z  
S++jwP  
W*u$e8i7  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 $+U6c~^^  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。
+h1X-K:I  
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2. 建模任务：正弦光栅 ^--8 cLB n  
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x-z方向(截面视图) wf^p?=Ke  
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光栅参数： q{xF7}i  
 周期：0.908um `2M*?.vk  
 高度：1.15um wEU=R>j
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(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) c?Mbyay  
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3. 建模任务 NjO_Y t  
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K[Vj+qdyl  
ZT<VDcP{  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 DyUS^iz~o  
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 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 onIZ&wrk  
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"EZpTy}Ee  
4. 光滑结构的分析 *rYPjk6g[  
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6$H`wDh#(&  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 sg4(@>  
 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% jcRe),  
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PlwM3lrj  
5. 增加一个粗糙表面 i*T -9IP  
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SErh"~[  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 NIp]n[=.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。 tY#Zl 54~{  
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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)。 lWBewnLKE  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 lcVG<*gf-  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 9I''$DVf  
Af}o/g  
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6. 对衍射级次效率的影响 {e0(M*u  
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粗糙度参数： .9UrWBW\I  
 最小特征尺寸：20nm ]2A2<Q_,  
 总的调制高度：200nm U
U#tm  
 高度轮廓 sH]T1z  
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[&(~1C|C  
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 效率 PzustC|  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ";DozPU  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm  ^mN`!+  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 b1%w+*d<z  
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[Mj5o<k;I  
 效率 p(9[*0.};  
a%?v/Ku  
 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。 kYR^  
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粗糙度参数： (0rcLNk{|  
 最小特征尺寸：40nm 8<@X=Z  
 总调制高度：200nm C'S_M@I=  
 高度轮廓 '$5d6?BC`3  
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Mhc5<~?  
G&4D0f  
 效率 _xnJfW_  
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Yu9VtC1  
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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。 uA cvUN-@  
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粗糙度参数： ;ULw-&]P  
 最小特征尺寸：40nm 77j"zr7v  
 全高度调制：400nm C'jCIL  
 高度轮廓 J|HV8  
&vQ5+  
2#cw_Ua  
 效率 /UaQ2h\  
j)Z0K
$z=  
K1-RJj\L  
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 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 ZVit]3hd  
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7. 总结 uzLm TmM+  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 JV+Uy$P!  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 m~&>+q ^7  
 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。 p:ZQ*Ue  
 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。 :_+U[k(#  
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