[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。 {O`w,dMOI  
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1. 建模任务 % <qw  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 '-"/ =j&d[  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 oWC@w  
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2. 建模任务：正弦光栅 /x[jQM\  

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x-z方向(截面视图) ^]a#7/]o  
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光栅参数： zOa_X~!@  
 周期：0.908um x*nSHb  
 高度：1.15um OC<5E121>Y  
(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) Hr]h Jc  
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3. 建模任务 M#=] k  
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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。 /gu%:vq  
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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。 70;Jl).\{  
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4. 光滑结构的分析 )l[M Q4vWW  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 D*F4it.  
 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% ]5$eAYq  
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5. 增加一个粗糙表面 /s[l-1zW  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 KB'qRnkc  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 )p~BQ~eip;  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 D[mSmpjE6&  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 weE/TW\e  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 wm$}Pch  
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6. 对衍射级次效率的影响 3`B6w$z>(  
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粗糙度参数： "E8zh|m o  
 最小特征尺寸：20nm a(9L,v#?  
 总的调制高度：200nm _`_%Y(Xat  
 高度轮廓 ALNc'MW!  
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 效率 B]Y}Hu  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 m"fNK$_
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm @H7Wb}  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ZP;j9T!  
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 效率 {e[c  
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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。 6q]5Es<  
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粗糙度参数： i2sN3it  
 最小特征尺寸：40nm *r=:y{!Yd  
 总调制高度：200nm xZQg'IT  
 高度轮廓 9uer(}WKT  
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 效率 0MkSf*  
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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。 A
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粗糙度参数： g+ MdHn[  
 最小特征尺寸：40nm #F*1V(
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 全高度调制：400nm fuA&7gNC  
 高度轮廓 raCi 8  
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 效率 un=2}@
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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。 {fEwA8Ir  
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7. 总结 4lM8\Lr  
 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)。 j8n4fv-)f  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 gCN$}  
 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。 Vm df8[5  
 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。 T<L^N+<,{N  
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