[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。 )t G`a ;  
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1. 建模任务 0T!_;IQ  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 U8?%Dq%i  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 l?_Iu_Qp  
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2. 建模任务：正弦光栅 OQ<|XdI$  
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x-z方向(截面视图) =G*rfV@__V  
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光栅参数： \NbMSC&H  
 周期：0.908um RdlcJxM  
 高度：1.15um v&}mbt-  
(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) i(q%E
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3. 建模任务 &Y"u*)bm  
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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。 dBY,&=T
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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。 m(nGtrQJm  
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4. 光滑结构的分析 X)d7y  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 XGZ1a/x;s  
 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% rmc0dm&l]  
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5. 增加一个粗糙表面 KFHn)+*"  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Klh7&HzR  
 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。 y5>859"h  
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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)。 YuD2Q{  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 kpi)uGvGUA  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 $6 \v1
 
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6. 对衍射级次效率的影响 g@YJ#S(}  
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粗糙度参数： j}Lt"r2F  
 最小特征尺寸：20nm p=jD "lq  
 总的调制高度：200nm N~L3 9  
 高度轮廓 2MmqGB}YcW  
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Iq.*2aff+  
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 效率 j[Uul#  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Ua]shSjyI  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ^Fgmwa'  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 !vHUe*1a{  
c?5e|dZz  
qQ[&FjTO`  
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 效率 cf?*6q?n  
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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。
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粗糙度参数： SU9qF73Y  
 最小特征尺寸：40nm o:jLM7$=  
 总调制高度：200nm B ?96d'A  
 高度轮廓 4-z3+e  
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 效率 7k}[x|u  
iZ2|/hnw  
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Q9=vgOW+  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 >Du5B&41  
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粗糙度参数： W*iPseXq  
 最小特征尺寸：40nm yg\bCvL&  
 全高度调制：400nm 9{\eE]0
  
 高度轮廓 2i`N26On  
4^(u6tX5|+  
pJ-/"Q|:i  
 效率 K*jV=lG  
O?|opD  
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P3C|DO4  
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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。
#R v&b@K  
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7. 总结 91|=D \8aE  
 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)。 #!0le:_  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 VXlTA>a }  
 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。 )]~'zOE_  
 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。 VE1 B"s</  
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