[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。 ozaM!ee\z  
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1. 建模任务 7s
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 )?`G"(y  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 /=5:@  

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2. 建模任务：正弦光栅 :/A7Z<u,  
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x-z方向(截面视图) zTBf.A;e7  
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光栅参数： 3uXRS,C  
 周期：0.908um w'uB&z4'  
 高度：1.15um i,
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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) J2ZV\8t  
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3. 建模任务 G0%},Q/  
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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。 8sus$:Ry  
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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。 ;yu#Bs  
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4. 光滑结构的分析 m?O~(6k@C  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 XCyU)[wY  
 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% xlcL;
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Sx8RH),k  
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5. 增加一个粗糙表面 $c{fPFe-  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 5sz
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 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 5) q_Aro  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 9Nw&l@  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 I&U.5wf  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 QWc,J
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6. 对衍射级次效率的影响 jF@BWPtF=  
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粗糙度参数： Aydpr_lp  
 最小特征尺寸：20nm &]h`kvtBC  
 总的调制高度：200nm TSD7R  
 高度轮廓 Xs{PAS0  
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 效率 mW$Oi++'d  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 NB4Q,iq$  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm XzPOqZ`Nv  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ]>Ym   
;\v&4+3S  
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 效率 H|_@9V  
vV xw*\`<6  
 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。 oI!"F=?&6  
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粗糙度参数： n5%\FFG0M  
 最小特征尺寸：40nm D>8p:^3g  
 总调制高度：200nm P-a8S*RRa  
 高度轮廓 i\_LLXc  
s=]NKJaQH  
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R[14scV  
 效率 +;\w'dBi,  
'}9 Nvr)+  
RcO"k3J
 
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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。 (uDAdE5  
(3K3)0fy  
N,Z*d  
粗糙度参数： Z.&/,UU:4  
 最小特征尺寸：40nm W+GC3W   
 全高度调制：400nm o">~ObR  
 高度轮廓 '#yqw%  
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 效率 mI5J]hk  
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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。 9tU"+  
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7. 总结 6lCpf1>6@  
 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)。 _?:jZ1wZ  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 @!=Ds'MJC  
 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。 {f\wIZ-K A  
 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。 .CnZMw{'  
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