[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。 4`i_ 4&TS  
`8L7pbS%,Q  
1. 建模任务 noacnQ_I$  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ~ ^K[pA ?  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 Q@2Smtu~c  
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2. 建模任务：正弦光栅 B$fL);l-  
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x-z方向(截面视图) +Ta7b)  
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光栅参数： "]sr4Jg=  
 周期：0.908um =!Ok079{[  
 高度：1.15um n#4Ra+dD  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) BsxQW`>^y  
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3. 建模任务 K(hqDif*6  
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 GR/ p%Y(  
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 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 p 5P<3(  
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4. 光滑结构的分析 0rF{"HM~  
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] OR]  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 EyozhIV  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% {eS!cZJ  
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5. 增加一个粗糙表面 p5E|0
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 7u0!Q\  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 ._#|h5  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 %*zgN[/w  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 *SLv$A  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 I@e{>}  
d-lC|5U%  
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6. 对衍射级次效率的影响 0fwo8NgX  
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粗糙度参数： ]=7}Y%6  
 最小特征尺寸：20nm \f05(ld  
 总的调制高度：200nm ?=-18@:.ss  
 高度轮廓 nz~3o
  
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 效率 H4MFTnJ{  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Yc&y
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm \GEFhM4)  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ^g"G1,[%w  
4,`Yx s)%  
?v\A&d  
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 效率 lo5,E(7~h  
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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。 %@Bl,!BJ,  
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粗糙度参数： M| :wC  
 最小特征尺寸：40nm [2"a~o\  
 总调制高度：200nm (Z fY/  
 高度轮廓 F2saGpGH  
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V>>"nf,YO  
 效率 [Abq("9p\  
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pWa'Fd  
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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。 _Ryt|# y  
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@GNNi?EY  
粗糙度参数： Z]V^s8>  
 最小特征尺寸：40nm ["TUSf]  
 全高度调制：400nm R*|y:T,H  
 高度轮廓 M_lQ^7/  
% put=I  
?%-VSL>$w=  
 效率 bFD vCF  
M=:!d$c  
"%ou'\}  
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E!nEB(FD  
 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。 VbyGr~t  
E%8Op{zv_  
7. 总结 -}#=L@  
 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)。 ?y_W%ogW  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 {RcmjI7  
 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。 ?-C=_eZJ  
 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。 BPs|qb-  
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