[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。 B(O6qWsL  
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1. 建模任务 mHJGpJ=a-  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 73SH[
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 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 )5y"T0]  
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2. 建模任务：正弦光栅 H]f[r~  
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x-z方向(截面视图) z\?<j%e!t  
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光栅参数： {>XoE %  
 周期：0.908um `0MQL@B  
 高度：1.15um BHErc\ITP  
(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) koE]\B2A6  
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3. 建模任务 x3.,zfWs  
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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。 ]KG.-o30  
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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。 H<P d&  
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4. 光滑结构的分析 ,|,kU0xXz  
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Z)@[N 6\?  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 9wO2`e )  
 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%  C?'s  
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5. 增加一个粗糙表面 uY/CiTWr  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 y7GgTC/H  
 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。 IY mkZ?cW  
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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)。 @L0)k^:  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 v$g\]QS p  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 \ Z5160  
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6. 对衍射级次效率的影响 sOS^  
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粗糙度参数： xe3Jxo!U  
 最小特征尺寸：20nm Rtl1eJ-  
 总的调制高度：200nm ZA@zs,o%  
 高度轮廓 2 &_>2"=<@  
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 效率 {G<1.  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 >RpMw!NT  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm zG
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 总调制高度：400nm 高度轮廓 F}1._I`-  
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 效率 ,pQ[e$u1  
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 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 8qxZ7|Y@  
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粗糙度参数： q]SH
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 最小特征尺寸：40nm nY\X!K65  
 总调制高度：200nm jJ,y+o  
 高度轮廓 3 +`,'Q9  
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 效率 Xf mN/j2  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 MfKru,LSh  
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%*IH~/Ld;]  
粗糙度参数： &SPr#OkW  
 最小特征尺寸：40nm 1Oak8 \G  
 全高度调制：400nm w]V684[>  
 高度轮廓 dP]Z:  
zN-Y=-c  
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 效率 R$+"'N6p  
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^v:XON<  
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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。
mD*!<<Sw  
#Pg?T%('`  
7. 总结 Y|W#VyM-  
 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)。 :R$v7{1  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 HW"5MZ8E  
 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。 -Hy> z  
 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。 -Y N(j\  
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