[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。 XkF%.hWo  
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1. 建模任务 es&vMY  
2Kyl/C,  
b@f$nS B  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 nV:LqF=  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ,\n&I(  
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2. 建模任务：正弦光栅 lP@Ki5  
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x-z方向(截面视图) Ksj -zR;  
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光栅参数： I3mGo  
 周期：0.908um 0ANZAX5  
 高度：1.15um Xudg2t)+K  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) ua]o6GlO  
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3. 建模任务 pDIVZC  
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2Mmz%S'd  
(Dl$kGn  
 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。 xt%7@/hiE  
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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。 >eB\(EP  
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4. 光滑结构的分析 .my0|4CQ#@  
U`d5vEhT  
4VCOKx  
(Cd\G=PK  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。  4/1d&Sg  
 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% xScLVt<\e  
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5. 增加一个粗糙表面 WIf0z#JMJm  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 [[F
x[  
 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。 muZ~*kMc  
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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)。 {
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 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。
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 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
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6. 对衍射级次效率的影响 @8^
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粗糙度参数： [E JQ>?D  
 最小特征尺寸：20nm I_rO!  
 总的调制高度：200nm yi%-7[*]=  
 高度轮廓 >ByXB!Wi+  
nwaxz>;  
)5U[o0td  
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 效率 g
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 mPP`xL?T  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm Ve
!fU  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ixQJ[fH10  
bk^TFE1l  
$Gv9m  
xD[Gq%  
 效率 .]7Qu;L  
?Ovqp-sw  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 e=;AfK  
{=-\|(Bx  
粗糙度参数： =xJKIu  
 最小特征尺寸：40nm OP|8Sk6 r  
 总调制高度：200nm ~Oq +IA~9  
 高度轮廓 *`
Yv.=cd  
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1,~SS  
~JDnKo  
 效率 Bk\Gj`"7  
mzc 4/<th  
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aKJQm'9Ks  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 1`9xIm*9w  
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粗糙度参数： 0#*#a13  
 最小特征尺寸：40nm UNi`P9D]3  
 全高度调制：400nm 01. &>Duw  
 高度轮廓 g{9+O7q  
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dwv6;x  
 效率 ;6{@^  
u=/CRjot  
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)){9&5,0:  
}sFm9j7yR  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 S
#Sb]  
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7. 总结 :C8$Xi_i}  
 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)。 @*DyZB  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 =.`qixN  
 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。 Uyr3dN%*r  
 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。 Yl$
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