[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。 F^u12R)  
Q1,sjLO-a  
1. 建模任务 Z>9@)wo  
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7)lEZJK&T  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 qiNVaV\wr|  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 JX
B)'d0  
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2. 建模任务：正弦光栅 :>1nkm&Eg  
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x-z方向(截面视图) gg/`{  
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光栅参数： ``-N2U5  
 周期：0.908um o!M8V ^
vW  
 高度：1.15um [8iY0m_Qe  
(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) )E}v~GW.+  
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3. 建模任务 vY4sU@+V  
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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。 ax&?Z5%a  
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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。 <3;p>4gN  
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M-o'`e'  
4. 光滑结构的分析 &`r/+B_W  
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JVc{vSa!rm  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 #EPC]jFk  
 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% zPby+BP  
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aFnel8  
5. 增加一个粗糙表面 t3;Zx+Br  
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Q!3P  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Zy}tZRG  
 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。 GK@OdurAR  
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6D;N.wDZ  
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 Gl~l  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 +?_!8N8  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 oZ'a}kF  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 y* +y&  
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6. 对衍射级次效率的影响 WZ CI*'
 
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粗糙度参数： 1!#N-^qk  
 最小特征尺寸：20nm S=UuEmU5N  
 总的调制高度：200nm &.)=>2  
 高度轮廓 &K^0PzWWof  
Rlq7.2cP  
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}icCp)b>v  
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 效率 QYH-"-)  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 S$mv(C  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 8D*7{Q  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 l]*RiK2AC  
VvhfD2*T  
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 效率 Z\!,f.>g  
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 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 NRRJlY S  
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粗糙度参数： wi2`5G6|z  
 最小特征尺寸：40nm PxkV[nbS  
 总调制高度：200nm dY1t3@E  
 高度轮廓 3[m~-8  
Xoj"rR9|  
B%F]K<  
%|-N{>wKy  
 效率 sx,$W3zI'G  
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`4"8@>D  
T4eJ:u*;  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 Ot=>~(u0  
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)GP;KUVae  
粗糙度参数： &#p1ogf:  
 最小特征尺寸：40nm `PWKA;W$0  
 全高度调制：400nm .D*Qu}  
 高度轮廓 eg[EFI.h  
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 效率 3",gjXmBu  
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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。 oo'9ZE/%  
 3.&BhLT  
7. 总结 6)INr,d  
 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)。 pc`P;Eui  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 )nm+_U  
 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。 JPI%{@Qc^  
 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。 j=sfE qN).  
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