[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。 XeI2<=@%  
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1. 建模任务 9Vm1q!lE  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 b!@PS$BTxq  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 d#0:U Y%~  
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2. 建模任务：正弦光栅 adP :{j  
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x-z方向(截面视图) Njg$~30  
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光栅参数： \~hrS/$[$  
 周期：0.908um 89LD:+p/  
 高度：1.15um =:s`C,l.4  
(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) hi[nUG(OI  
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3. 建模任务 &" t~d}Rg  
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BI`)P+K2  
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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。 9i5?J]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。 T o["o!(;z  
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4. 光滑结构的分析 w[-)c6JyE  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 Qfm$q~`D^W  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% A7X a  
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5. 增加一个粗糙表面 4{uQ}ea  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 [~{F(Le  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 :8)Jnh\5  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 64?HqO 6(  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 j
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 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 x []ad"R  
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6. 对衍射级次效率的影响 MI`qzC*%  
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粗糙度参数： |jiIx5qr  
 最小特征尺寸：20nm ;A,X,f  
 总的调制高度：200nm f`hZb  
 高度轮廓 A]|w1nq  
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 效率 /"Vd( K2Z  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 N\PdX$  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm R&Lqaek&W  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 c~vhkRA  
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 效率 *tUOTA 3L  
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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。 uY.Ns ?8  
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粗糙度参数： r:bJU1P1$s  
 最小特征尺寸：40nm ~M}{rl.n=  
 总调制高度：200nm 9G/!18 X?f  
 高度轮廓 N9!L8BBaK  
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 效率 WutPy_L<  
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NBPP?\1  
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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。 ,>-jZtm  
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I>;{BYPV  
粗糙度参数： xh2r?K@k>  
 最小特征尺寸：40nm iN&oSpQ  
 全高度调制：400nm D./{f8
 
 高度轮廓 !5}}mf  
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 效率 H7Q$k4\l  
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n[Q(q[ULV  
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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。
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rQ.zqr  
7. 总结 &G"s!:  
 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)。 q}t]lD %C  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 z,aMbgt  
 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。 =Ydrct  
 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。 @/s|<*  
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