[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。 y-vQ4G5F|  
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1. 建模任务 RaAvPIJa |  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 V,>uM >$  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ~%u;lr  
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2. 建模任务：正弦光栅 G$CI~0Se:  
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x-z方向(截面视图) z>O=. Ku6  
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光栅参数： 7=pJ)4;ZA  
 周期：0.908um Q#sLIZ8=  
 高度：1.15um kqp*o+Oz',  
(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) R;F z"
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3. 建模任务 K6e_RzP,.w  
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'v_VyK*w  
 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。 W3Dtt-)E  
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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。 gshgl3  
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4. 光滑结构的分析 rWxQ;bb#  
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E~eSHJ(oR7  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 SMbhJ}\O  
 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% *N3X"2X:  

IjnO2X  
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!:=X,  
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5. 增加一个粗糙表面 GB` G(a  
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-aF\ u[b  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 E:S (v  
 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。 h-=lZ~W~  
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-+Ab[  
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EHcgWlTu  
LM?UV)  
e$=0.GWT  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 7~7_T#dTh  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 i9quP"<9  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 A"R5Fd%6pc  
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6. 对衍射级次效率的影响 _!?iiO  
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粗糙度参数： w} 1~  
 最小特征尺寸：20nm N!W2O>VS  
 总的调制高度：200nm >(
39K  
 高度轮廓 1"P^!N  
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K!BS?n;  
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 效率 fC^POLn[f  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 R3ru<u>k&  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm xix:= a  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ?^z.WQ|f@  
2fv`O  
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1Wy0#?L  
 效率 yttI
A/  
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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。 @ob4y  
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粗糙度参数： t>izcO  
 最小特征尺寸：40nm f hS4Gb_  
 总调制高度：200nm -OPJB:7Z  
 高度轮廓 *aT\V64  
fkmN?CU{1%  
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7.N~e}p8  
 效率 "de3Sbj@?  
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)S2GPn7  
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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。 S eTn]  
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粗糙度参数： NwPC9!*  
 最小特征尺寸：40nm "hi)p9 _cR  
 全高度调制：400nm >
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 高度轮廓 Nn]|#lLP  
236,o {9e  
0k\BE\PQk  
 效率 {,`)  
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Q5~Y;0'  
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F vt5vQ  
 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。 zEYT,l  
Oj? |g_  
7. 总结  a8wQ,  
 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)。 AV%t<fDG#  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ~M!s0jT  
 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。 c^ifHCt|  
 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。 RC>79e/u<  
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